分子生物學的發(fā)展趨勢范文

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篇1

關鍵詞:分子生物學;醫(yī)學檢驗;蛋白質

20世紀80年代中期,分子生物學技術進入人類的生活,自此之后,分子生物學的發(fā)展取得了突飛猛進的成果,已經逐步成為醫(yī)學領域不可或缺的診療手段之一[1]。分子生物學技術作為檢驗醫(yī)學的最新方法,已被檢驗學科的各領域所應用,近年來,分子基因芯片技術、分子蛋白組分析技術等技術都為檢驗學科提供了新的發(fā)展思路,為此,筆者根據自己的一些臨床經驗,從與檢驗醫(yī)學相關的技術與發(fā)展進行簡單的分析介紹:

1、聚合酶鏈式反應(PCR)的應用

PCR是一種體外酶促合成特異DN段的方法,是分子生物學中最常用的技術?;虻目寺?、分離和核苷酸序列分析等都用到PCR技術,也可以應用與突變體和重組體的構建以及基因表達調控的研究,也涉及到基因多態(tài)性的分析、腫瘤機制的探索、遺傳病和傳染病的診斷等諸多方面。PCR的操作步驟分別是高溫變形、低溫退火、適溫延伸,作為一個循環(huán)周期,多次循環(huán)反應,使目的DNA得以迅速擴增。傳統(tǒng)的操作技術與這些衍生出的新PCR技術(定時定量PCR、原位PCR技術等)相比,都具有靈敏度高、操作簡單、省時省力等特點。

2、分子生物傳感器的應用

現代檢驗醫(yī)學中,分子生物傳感器被廣泛應用于臨床,成為了臨床診斷和病情分析的重要依據,其應用的主要范圍在體液微量蛋白、小分子有機物等多種物質的檢測。分子生物傳感器的工作原理是利用如酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜、微生物、細胞等生物物質作為識別元件固定在轉化器上,當待測物與生物識別元件發(fā)生特異性反應后,將生化反應轉通過轉化器將所產生的反應結果轉變成可定量的物理、化學信號等,從而進行生命物質和化學物質檢測和監(jiān)控[2]。這樣一來我們可以設想如果分子生物傳感器能夠在體內實施監(jiān)控,那么對于患者來說是個很大的福音。

3、分子生物芯片技術的應用

隨著醫(yī)學科學技術的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的醫(yī)學檢驗技術顯然已經不能跟上生物學的腳步,對于臨床上更微量、更迅速的檢驗要求已經滿足不了。生物芯片技術把傳統(tǒng)醫(yī)學檢驗技術的復雜、自動化程度低、檢測目的分子數量少、低通量等不足都解決了,其原理是把分子間特異性地相互作用,將大量探針分子固定于支持物上,通過縮微技術,實現對細胞、蛋白質、基因及其它生物組分的檢測。這一技術是通過不同的探針陣列和特定的分析方法,使其應用更加廣泛和有價值,如基因表達譜測定、突變檢測、多態(tài)性分析、基因組文庫作圖及雜交測序等均為“后基因組計劃”時期基因功能的研究以及現代醫(yī)學科學及醫(yī)學診斷學的發(fā)展提供了強有力的工具,在基因的發(fā)現、基因診斷、藥物篩選、給藥等個性化方面也同樣取得了重大突破[3]。

4、分子生物納米技術的應用

分子納米技術的發(fā)生和發(fā)展,使人們在防治和治療疾病上又向前邁了一大步,改善了人類的整個生命系統(tǒng)。納米技術可以探測機體內化學或生物化學成分的變化,適時地釋放藥物和人體所需的微量物質,及時消滅侵入人體的細菌和病毒,修復畸形的基因,扼殺萌芽的癌細胞。近來有學者將抗體連接的納米磁性微球與高效率、快速的化學發(fā)光免疫測定技術相結合的自動檢測系統(tǒng),成功用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型(HIV-1和HIV-2)抗體的檢測[4]。

5、分子蛋白質組學的應用

人類基因組的測序成功為蛋白組學的研究提供了一個很好的平臺,但目前仍有很多新發(fā)現的基因編碼蛋白質功能未知的,比如目前癌基因的發(fā)現,雖然在一定程度上得到了很大發(fā)展和進步,但癌癥的發(fā)病原因、診斷和治療等方面還存在一些未解決的問題。

6、展望

目前檢驗醫(yī)學中的發(fā)展趨勢是定量PCR和PCR的全自動化。體外基因擴增技術除PCR以外,還衍生出LCR,鏈置換擴增系統(tǒng)(SDA),轉錄擴增系統(tǒng)(TAS),自限序列擴增系統(tǒng)(3SR)等技術也將由科研逐步進入臨床領域[5,6]。所以說現代醫(yī)學分子生物技術的前景是美好的,各種新技術的應用也在不斷涌現,并且成熟的運用到臨床醫(yī)學檢驗中。

參考文獻:

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篇2

受限于當時的科學技術發(fā)展水平及人類的認知水平,分子生物學的發(fā)展經歷了漫長的時代。1859年達爾文出版《物種起源》,提出了舉世聞名的“自然選擇”學說,成為了生物學發(fā)展的里程碑。但生物為什么能將性狀遺傳給下一代,如俗語說的“龍生龍、鳳生鳳、老鼠生來會打洞”,并沒有得到闡明。隨后,奧地利修道士孟德爾在觀察了2.1萬株不同性狀的豌豆后,提出了遺傳法則,瑞士生物學家弗雷德里希·米歇爾于1869年分離出了核酸,在其他科學家的努力下逐漸發(fā)現了染色體及其成對現象、觀察到了細胞分裂過程中染色體的排布方式,并提出染色體攜帶遺傳信息。1911年,遺傳學家摩爾根提出了基因學說,闡明了基因在染色體上的分布,提出親本將遺傳信息傳遞給子代的過程中染色體重組形成獨特新個體的理論。之后,科學家發(fā)現傳遞遺傳信息的物質為DNA,研究了DNA的化學成分和基本結構,并發(fā)現DNA中四種堿基(鳥嘌呤:G、腺嘌呤:A、胸腺嘧啶:T、胞嘧啶:C)的含量比例是一定的。英國生物物理學家羅莎琳德·富蘭克林在1951年拍攝到了核酸X射線衍射照片,在此基礎上,1953年,美國科學家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA的雙螺旋結構,該在《Nature》雜志上。1977年,科學家弗雷德里克·桑格、沃爾特·吉爾伯特等發(fā)明了DNA測序技術,開啟了分子生物學發(fā)展的新篇章。

二、分子生物學相關技術的臨床應用

隨著分子生物學的發(fā)展,對于生物大分子的檢測技術也在不斷的更新,針對核酸的檢測技術包括:Southernblot、Northernblot、熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridization,簡稱FISH)技術,定性聚合酶鏈式反應(PolymeraseChainReaction,簡稱PCR)、實時熒光定量PCR、一代測序技術及二代測序技術等;針對蛋白質的檢測技術包括:Westernblot、酶聯(lián)免疫吸附測定(EnzymeLinkedImmunosorbentAssay,簡稱ELISA)等。而精準醫(yī)學及個體化治療時代的到來,使得分子生物學的很多技術已經被越來越廣泛的應用到醫(yī)學的臨床診斷,如孕婦唐氏篩查(21、18、13-三體綜合征)、病毒感染分型及載量檢測、腫瘤放化療耐性基因檢測、靶向藥物基因檢測、代謝綜合征臨床用藥指導等。現代測序技術日臻完善,成本逐年降低,2014年6月30號,國家食品藥品監(jiān)督管理總局審查通過了二代測序技術(測序儀及檢測試劑盒)用于胎兒染色體非整倍體(T21、T18、T13)檢測。2015年6月8日,國家發(fā)展和改革委員會(簡稱發(fā)改委)了《新興產業(yè)重大工程包》通知,新型健康技術惠民成為六大工程之一。首先,以遺傳性耳聾和唐氏綜合征等遺傳性疾病基因篩查為重點,推進基因檢測技術在遺傳性疾病、腫瘤、心腦血管疾病和感染性疾病等重大疾病防治上的應用,促進健康惠民[1]。其次,快速推進基因檢測技術在遺傳性疾病大規(guī)模篩查上的應用,探索基因檢測技術在個人基因組檢測、基因身份證等新領域的產業(yè)化應用[1]。分子生物學技術成為了臨床醫(yī)學診斷、用藥的支撐體系,伴隨著個體化治療理念的逐漸深入,需要大量的相關檢測技術人才。但是傳統(tǒng)的分子生物學教學并沒有把相關的理論及技術體系與醫(yī)學的實際應用有機的結合起來,造成了人才培養(yǎng)與實際需求的脫節(jié),一方面生物學專業(yè)的本科畢業(yè)生面臨著找工作困難的窘境,另一方面醫(yī)學及相關檢測機構需要大量的檢測技術人員,但普通的生物學專業(yè)本科生達不到相關的要求。隨著畢業(yè)生就業(yè)壓力的增加,很多新生剛入學就面臨著就業(yè)的迷茫,不知道畢業(yè)以后能從事什么樣的工作,甚至很多有轉專業(yè)的想法。因此,在進行專業(yè)授課時,尤其是分子生物學的授課時,改變既定的教學模式,適應社會發(fā)展的潮流就變得尤為重要了。

三、分子生物學課程講授模式探索

分子生物學的內容抽象復雜、講解困難,學生不易理解,所以我們選用了RobertWeaver編著的《MolecularBiology》作為分子生物學教材,該書語言流暢、內容豐富、科學性強,通過實驗及結果分析得出相應的結論,易于理解;同時增加了學生的學習興趣,有利于培養(yǎng)學生的科學思維方式[2]。在我從事分子生物學教學時,在開課之前進行了問卷調查,結果顯示,超過60%的學生列舉不出分子生物學相關技術的實際應用,更不了解其在醫(yī)學領域的應用。課余時間跟學生交流時發(fā)現:很多學生對這門課沒有清楚的認識,只是為了考試而學習,學生呈現出的問題是不知道學完分子生物學能做什么?將來能從事什么行業(yè)?針對學生的困惑,我改變了既定的教學模式,利用第一、二節(jié)課對分子生物學的技術體系及發(fā)展趨勢進行概述,并且與實際的應用尤其是在醫(yī)學上的應用進行了結合,解讀了相關的法規(guī)、政策文件,使得學生對分子生物學有一個概括性的認識,增加學生學習的積極性。在講到相關的分子生物學技術時,會對該技術的現實應用或最新前沿動態(tài)進行延伸,增加學生學習的信心。對于復雜的技術體系或理論體系,采取制作直觀、生動的幻燈進行講解,易于學生理解和掌握。同時鼓勵學生課前預習,課后查閱相關資料,加深印象;并組織學生進行相關資料匯總、交流,在課堂上進行分組討論,不僅增加了學生的學習興趣,而且加深了認識。通過靈活的、理論聯(lián)系實際的教學方式,學生對分子生物學的學習興趣十分濃厚,積極性非常高,達到了預期的效果。但是在教學過程中也出現了一些問題,如分子生物學實驗課與理論課的脫節(jié),實驗課提前完成,與理論學習沒有同步進行,削弱了學生對相關實驗的認識及理解。在講到相關技術原理時,問答過程顯示,大部分同學并不能把相關原理與所做實驗進行有機的聯(lián)系,沒有起到加深認知的作用。建議在以后的教學過程中,理論講授與實驗操作緊密配合,便于學生理解。

四、分子生物學教學改革的一些建議

結合分子診斷技術的臨床應用,對分子生物學的教學改革提出以下建議:(1)對于復雜的理論與技術體系,采用多媒體教學與板書相結合的方式,易于學生理解掌握。(2)掌握著名科學家研究過程中的一些典故,增加教學的故事性及趣味性,提高學生學習的興趣。(3)加強分子生物學相關技術與實際應用的聯(lián)系,增加學生學習的積極性。(4)傳遞分子生物學技術在臨床應用的相關政策、法規(guī),增加學生就業(yè)的信心。(5)相關技術的理論講解與實驗緊密結合,增加學生的理解深度。(6)理論聯(lián)系實際,帶學生參觀醫(yī)院的檢測平臺及醫(yī)學檢測機構的平臺,使學生有更直觀的認識。(7)推薦學生到醫(yī)院及醫(yī)學檢測機構實習,完成畢業(yè)設計,不僅完成了畢業(yè)論文,而且使得學生提早接觸社會,提高適應社會的能力[3]。

五、展望

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關鍵詞:生物醫(yī)學;發(fā)展趨勢;特征

0前言

隨著社會經濟的發(fā)展,生物醫(yī)學領域不斷取得新突破,對人們的生活產生巨大影響,人們對生命科學本質的認識也更加深入,對于疾病的研究不再停留在表層,而是深入到了分子,并通過理論與試驗結合研究出更多治療方法,對于人類身體健康發(fā)展產生了重要影響。

1生物醫(yī)學的發(fā)展趨勢

1.1實現生命操控的趨勢

生命操控的理論基礎是合成生物學,就是要對一些生命體系進行有目的性的設計,是其能夠滿足人們需要,或者是為人類提供新的食物及藥物,或者能夠制造出一些新型環(huán)保材料,或者能夠幫助人們處理某些信息,這一學科結合了包括基因工作、納米技術以及計算機模擬等多個領域的技術,對于解決人類身體健康問題、環(huán)境污染問題等具有非常重要的作用,這種將這種對生命過程進行重新設計的研究方法稱之為生命操控,體現出人類對生命體的研究已經逐漸從分散走向系統(tǒng),人工細胞得合成就是生命操控的成功實例,也就是說人類已經不僅可以在分子水平觀察生命,還能夠通過技術手段再造生命、操控生命[1]。

1.2基因藥物迅速發(fā)展

藥物是解除人類身體疾病的重要物質,對人體致病原因的研究越深入,人們就越有機會研制出更先進的藥物來治療這些疾病。隨著生物醫(yī)學的發(fā)展,人們對致病原因的研究已經深入到了基因水平,在發(fā)現各類致病基因及其致病機理以后,人們對藥物的研究也突破了傳統(tǒng)領域,不再是對所有細胞或者基因展開攻擊,而是對致病基因進行選擇性的攻擊,這樣不僅能夠大大提升藥物療效,還能夠降低這些藥物對人體產生的副作用,這種單一基因對應單種藥物的研究方式已經取得了顯著成果,但是值得注意的是,在面對單一基因開發(fā)藥物時一定要對整個網絡進行控制,否則就可能達不到預期臨床效果,或者是產生其他副作用。

1.3對于一些復雜性疾病進行深入研究

心腦血管類疾病以及腫瘤等一直是困擾人類身體健康的難題,造成這些疾病的原因很復雜,由于其并不是某個基因缺陷引起的,而是綜合了多種遺傳因素與環(huán)境因素,因此要想治愈這些疾病還有很長的路要走。生物醫(yī)學還不發(fā)達的時代,人們對這些復雜性疾病的研究具有一定的片面性,研究方法也比較單一,防治模式也比較簡單,治療水平無法滿足實際需要。實際上人體內部存在一個復雜的運行網絡,無論是某種物質的通道還是某種調節(jié)作用,都是一個個小體系,各個小體系之間又會相互影響,因此這些復雜疾病是所有體系共同作用的結果,近幾年人們通過生物學方法對這些體系進行深入研究,往往以更加系統(tǒng)、綜合的角度來看待這些疾病,雖然要真正找到治療和預防這些疾病的方法還需要一定時間,但是我們不得不說已經找到了正確的研究方向[2]。

2當前生物醫(yī)學發(fā)展特征分析

2.1各個學科之間走向聚合

生物醫(yī)學的迅速發(fā)展實際上是多門學科結合在一起的結果,學科之間的交叉對新興學科的發(fā)展具有重要意義。例如,分子生物學領域得出了基因是遺傳物質這一結論,之后人們根據這一結論分析出了基因調控以及表達過程,從此對基因的研究進入了新階段,而分析這一結論的得出過程我們不難發(fā)現,其基礎并不是生物這一門學科,而是結合了傳統(tǒng)生物學知識、化學知識以及物理知識,也就是說這些學科的交叉促進了分子生物學的發(fā)展,再比如,現代分子影像技術就是醫(yī)學理論與物理技術結合的結果。而隨著生物醫(yī)學的進一步發(fā)展,這種交叉模式已經逐漸向著聚合模式轉變,這種模式除了涉及到醫(yī)學技術、生物學技術以外,還囊括了納米技術以及計算機技術,這些技術在推動生物醫(yī)學發(fā)展的過程中體現出一種聚合性,體現出了生物醫(yī)學發(fā)展的巨大潛力,不就的將來一定會產生新突破,同時帶動相關科學技術的共同發(fā)展[3]。

2.2體現出大科學的研究模式

最初人們在發(fā)展生物醫(yī)學這門學科的時候,研究模式一般具有小科學的特征,然而,人類基因組計劃卻拉開了大科學研究的序幕,具體有以下幾點特征:第一,所研究的項目具有較大社會規(guī)模,涉及到的領域、人員較多;第二,研究項目中包含的知識量較大,知識的積累速度也非常快;第三,整個研究項目能夠體現出一種加快發(fā)現的趨勢;最后,整個項目能夠產生明顯的社會效應??梢哉f大科學的研究模式是小科學研究的必然結果,這兩種研究方式都有自身的規(guī)律和特點,因此研究過程中要趨利避害,為生物醫(yī)學這一領域的進一步發(fā)展打下堅實的基礎。

2.3臨床醫(yī)學中體現出“轉化醫(yī)學”特征

生物醫(yī)學的發(fā)展的確為決絕臨床問題作出了重要貢獻,但是在分析近幾年生物醫(yī)學的研究內容我們會發(fā)現其呈現出以下趨勢:隨著研究水平的提升,研究內容越來越復雜,有相當一部分研究已經脫離了臨床實際,這對于解決臨床問題是十分不利的。任何一門學科的發(fā)展都是要為人類服務,因此對于學科的研究要遵循以人為本的原則,在這種形勢下人們提出了轉化醫(yī)學的概念,就是通過多種途徑將人們在生物醫(yī)學領域取得的成果迅速轉化為解決臨床問題的技術和方法,用一條快速通道來連接病房和實驗室,實現基礎研究與臨床的有效整合[4]。

3總結

在現代科學技術的推動下,生物醫(yī)學的發(fā)展已經步入了新階段,對生命過程的研究已經從宏觀過渡到了微觀,對于進一步觀察生命過程、有效預防和治療各類疾病具有重要意義,我們應該認真分析生物醫(yī)學的特征和發(fā)展規(guī)律,明確各個學科之間的影響,建立完善的生物醫(yī)學研究系統(tǒng),促進這門學科的進一步發(fā)展。

參考文獻

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[2]張寧,羅長坤.當前生物醫(yī)學發(fā)展的幾個主要特征及其對醫(yī)學科研管理的影響[J].中華醫(yī)學科研管理雜志,2005,13(15)01:14-16.

[3]施忠道.淺析新世紀我國生物醫(yī)學科技發(fā)展的趨勢與重點[J].醫(yī)學與社會,2000,11(13)05:4-7.

篇4

關鍵詞:生物技術 發(fā)展現狀 發(fā)展趨勢

一、前言

我國的生化工程學科是在20世紀80年代初開始建立的,20多年來我國經歷了將化工技術用生物技術和融合生物技術知識發(fā)展生化工程的2個階段。[1]生物技術服務的領域主要包括醫(yī)藥、農業(yè)、食品、化工、冶金、能源等方面。在與人類健康有關的重要領域,已能設計和制造臟器、診斷試劑以及治療藥物;在農業(yè)上,能夠制造獸藥,培養(yǎng)植物細胞、利用基因工程和細胞工程技術獲得抗病毒、抗蟲、抗除萎劑、抗凍、抗旱、抗鹽、保鮮、高蛋白、高養(yǎng)分的植物新品種和良種家禽、家畜;在化工方面,生產氨基酸、生物大分子及基本有機化工產品,如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技術和細胞融合得到高產工程菌,為化工生產提供高效、低成本的新途徑;另外在“三廢”處理、低品位金屬提取、生物能源、煤的氣化和液化等方面都有不同進展。這些技術的豐富交叉引起了世界各國的強烈興趣,生物技術商品化的競爭已經到來。

二、生物技術定義

所謂生物技術,即為應用生命科學研究成果,以人們意志設計,對生物或生物的成分進行改造和利用的技術?,F代生物技術綜合分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、化學、物理學、信息學、計算機等多學科技術,可用于研究生命活動的規(guī)律和提品為社會服務等。20世紀30年代生物技術以發(fā)酵產品為主干,40年代抗生素工業(yè)成為生物技術產業(yè)的支柱產業(yè),50年代氨基酸發(fā)酵和60年代酶制劑工程相繼出現,到70年代DNA重組技術使生物技術得到了突飛猛進的發(fā)展,并與信息技術、材料技術及能源技術共同構成了人類新的技術革命的基礎。[2]

生物技術是現代生物學發(fā)展及其與相關學科交差融和的產物,其核心是以DNA重組技術為中心的基因工程,還包括微生物工程、生化工程、細胞工程及生物制品等領域。

三、生物技術的發(fā)展現狀

近些年來,以基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程為代表的現代生物技術發(fā)展迅猛,并日益影響和改變著人們的生產和生活方式。所謂生物技術(Biotechnology)是指“用活的生物體(或生物體的物質)來改進產品、改良植物和動物,或為特殊用途而培養(yǎng)微生物的技術”。生物工程則是生物技術的統(tǒng)稱,是指運用生物化學、分子生物學、微生物學、遺傳學等原理與生化工程相結合,來改造或重新創(chuàng)造設計細胞的遺傳物質、培育出新品種,以工業(yè)規(guī)模利用現有生物體系,以生物化學過程來制造工業(yè)產品。簡言之,就是將活的生物體、生命體系或生命過程產業(yè)化的過程。

鑒于世界上技術先進,經濟發(fā)達國家對生物技術的高度重視,面對世界新技術革命的挑戰(zhàn),我國“863”高科技發(fā)展計劃把發(fā)展生物技術放在首位,結合我國國情,以解決發(fā)展我國農業(yè)、醫(yī)藥中存在的關鍵技術為重點,確定了三個主題:一是高產優(yōu)質抗逆的動植物新品種、二是新型藥物、疫苗和基因治療、三是蛋白質工程。

四、生物技術的發(fā)展趨勢

(一)生物技術在農業(yè)中的發(fā)展趨勢

充分利用我國豐富的和特有的遺傳資源,分離克隆有自主知識產權的基因和基因工程品種已刻不容緩,以期在以“基因”為核心的生物技術產業(yè)中取得主動。實現單基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的轉移。重視轉基因植物的環(huán)境安全性評估,借鑒國外的成功經驗,防止轉基因植物危害的發(fā)生與蔓延。隨著基因組時代向后基因組時代的過渡,研究重心已經從揭示生命的所有遺傳信息轉移到整體水平上對生物功能的研究。因此,在整體水平上研究細胞內蛋白質的組成及其活動規(guī)律的蛋白質學的發(fā)展和成熟,必將與基因組研究互相補充,給農業(yè)生物技術帶來革命性改變。建立一支專門的農業(yè)生物技術隊伍,尤其是基因工程專業(yè)隊伍,杜絕一哄而上,避免人財物的無謂浪費,把有限的資金用在刀刃上。

(二)生物技術在環(huán)境中的發(fā)展趨勢

在污染的處理過程中,傳統(tǒng)的物理或化學處理方法常伴隨二次污染,且運行費用高,處理問題單一而微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解和轉化因此,生物處理具有效果好、運行費用低、無二次污染等優(yōu)勢,是保障可持續(xù)發(fā)展的一項最有力的技術措施。[3]

生物技術的發(fā)展趨勢將朝著傳統(tǒng)技術的改良、與其他污染處理手段相結合和與現代高新技術相結合等方向發(fā)展,研究高效快速的工藝流程。

(三)生物技術在工業(yè)中的發(fā)展趨勢

工業(yè)生物技術的新崛起有兩個巨大的推動力,即社會強烈需求和生物技術的進步。人類社會發(fā)展迫切需要解決的問題是資源、能源、人口、環(huán)境問題.隨著生物技術突破性進展,使得人類可以設計和構建新一代的工業(yè)生物技術,可高效快速地將各類可再生生物質資源轉化為新的資源和能源。工業(yè)生物技術在生物能源、生物材料以及生物質資源化方面發(fā)揮著重要作用。其中生物能源、生物材料、生物質資源化等都是現在以及將來發(fā)展的重中之重。

四、結語

生物技術是2l世紀改變人們生活方式最重要的科技手段。發(fā)展生物技術,實現產業(yè)化,將為國民經濟培育新的增長點。大力發(fā)展生物技術和生物技術產業(yè),需要有高水平的專業(yè)技術人才,只有高水平的專業(yè)技術人才才能掌握現代生物技術,為實現和發(fā)展生物技術產業(yè)作出應有的貢獻。

參考文獻:

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[3]沈齊英,葛明蘭.環(huán)境生物技術的發(fā)展和現狀[J].北京石油化工學院學報, 2001(2):33-36.

篇5

關鍵詞:醫(yī)學檢驗;4年制本科;專業(yè)能力;

作者:喬鳳憐等

在2012年教育部新修訂的《普通高等學校本科專業(yè)目錄》中,醫(yī)學檢驗專業(yè)從臨床醫(yī)學類調整到醫(yī)學技術類(1010),學制由5年改為4年,學位由醫(yī)學士改為理學士,專業(yè)名稱改為醫(yī)學檢驗技術(101001)[1],這一調整更加明確了醫(yī)學檢驗專業(yè)技術性人才的培養(yǎng)定位。為適應醫(yī)學檢驗專業(yè)學制、學位、學科屬性以及人才培養(yǎng)目標定位的變化,一些從2003年起相繼開辦或改辦4年制醫(yī)學檢驗本科的高校,如上海交通大學醫(yī)學院、南方醫(yī)科大學、湖北中醫(yī)藥大學、成都中醫(yī)藥大學等進行了有關4年制醫(yī)學檢驗專業(yè)人才培養(yǎng)模式、課程設置、實踐能力培養(yǎng)等關鍵環(huán)節(jié)的改革探索,取得了一些成效[2-6],但也備受爭議,并未達成廣泛的共識;而另一方面,實驗室認可制度以及《醫(yī)療機構臨床實驗室管理辦法》等相關政策法規(guī)正在不斷對檢驗醫(yī)學工作的內涵和定位提出新要求,臨床實驗室的組織架構也在重建,這些變化客觀上已經造成了院校教育與崗位能力需求的差距逐步加大[7-8]。因此,準確把握醫(yī)學檢驗人才崗位需求的專業(yè)能力,客觀分析人才的能力結構,清晰界定其基本標準和發(fā)展標準,以崗位能力需求為導向來重構人才培養(yǎng)模式和課程體系,才是保證人才培養(yǎng)質量的關鍵點。

為此,成都中醫(yī)藥大學作為國內較早(2007年)舉辦4年制醫(yī)學檢驗本科的學校,開展了針對行業(yè)專家和本校畢業(yè)生的醫(yī)學檢驗專業(yè)人才能力基本標準的調研,旨在理清醫(yī)學檢驗崗位需求能力的基本標準,并通過分析本校歷屆畢業(yè)生的專業(yè)能力自我評價與崗位需求能力之間的差異,客觀評價本校醫(yī)學檢驗專業(yè)人才培養(yǎng)的質量,為深化4年制醫(yī)學檢驗專業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系改革提供思路和路徑。

1調查內容及對象

1.1調查內容

在前期研究[2-3,6,9-11]的基礎上制定了“成都中醫(yī)藥大學醫(yī)學檢驗專業(yè)人才能力基本標準與質量評價調查問卷”。問卷分為三部分,第一部分為“調查對象及其工作單位基本情況”,第二部分為“醫(yī)學檢驗崗位應該具備的專業(yè)能力要求”,第三部分為“畢業(yè)生專業(yè)能力的自我評價”。第二、第三部分調查表均將崗位能力需求分解為“普適性專業(yè)能力、臨床基礎檢驗能力、臨床生物化學檢驗能力、臨床微生物學檢驗能力、臨床免疫學檢驗能力、臨床血液學檢驗能力、臨床分子生物學檢驗能力、綜合能力”8個維度共49個項目。

1.2調查對象

以省內不同層次(二甲、二乙、三甲、三乙)的醫(yī)療機構檢驗專家(科主任、或主管)為調查對象完成崗位能力需求問卷調查;以在上述單位工作或實習的本校醫(yī)學檢驗專業(yè)2011屆~2015屆本科畢業(yè)生為調查對象完成畢業(yè)生專業(yè)能力的自我評價。

1.3調查數據分析

畢業(yè)生專業(yè)能力自我評價中的“優(yōu)、良、一般、較差”四個等級,分別給予賦值“4分、3分、2分、1分”進行統(tǒng)計分析,數據結果以各條目評價分值的“均值±標準差”表示并進行比較。所有數據用excel表格和spss17.0統(tǒng)計軟件進行分析處理,統(tǒng)計方法選擇用單因素方差分析及獨立樣本t檢驗,P<0.05差異有統(tǒng)計學意義。

2結果

2.1醫(yī)學檢驗崗位應具備的專業(yè)能力要求

隨機調查醫(yī)療機構檢驗科主任30位,問卷回收27份,問卷回收率90%。被調查者中,高級職稱占比70.4%,所屬單位為三級以上醫(yī)院占比81.5%,其中擁有專業(yè)設置完整的檢驗科的醫(yī)院占比96.3%?!搬t(yī)學檢驗崗位應該具備的專業(yè)能力要求”調查中,所有被調查者對8個維度49個項目均選擇“是”,有33.3%的被調查者在自主填寫欄目中進行了補充,主要包括:①儀器檢驗結果的綜合分析能力;②實驗室認可相關知識及參與實驗室認可的能力;③強化法律法規(guī)意識及服務意識。

2.2畢業(yè)生專業(yè)能力的自我評價

按歷屆畢業(yè)生30%發(fā)放問卷220份,回收204份,回收率92.7%。

被調查畢業(yè)生工作單位分布情況為:醫(yī)院檢驗科占72.1%,獨立實驗室占7.8%,輸血科及其他實驗室占20.1%;檢驗科所屬醫(yī)院中三級以上占66.1%,二級以上占11.8%,具體分布見表1。

畢業(yè)生專業(yè)能力自我評價各維度得分總體情況見表2。由表2可見8個能力評價維度中“臨床分子生物學檢驗能力”得分最低,條目均數2.91±0.83。評價為一般或較差(3分及以下)共15項目,詳見表3。

3討論

3.1醫(yī)學檢驗崗位需求專業(yè)能力基本標準的研判分析

為探討醫(yī)學檢驗崗位需求專業(yè)能力基本標準,本團隊前期通過徇證的理念及方法,獲取近10年來有關醫(yī)學檢驗專業(yè)教學改革情況研究現狀,重點分析人才培養(yǎng)的知識、素質和能力要求情況,結合檢驗崗位的現實需求和發(fā)展趨勢,初步界定了“醫(yī)學檢驗崗位能力”[2-6,9-11],概括為群集的普適性專業(yè)能力、專業(yè)技術能力、實驗室質量控制能力、專業(yè)拓展能力4個方面。

為進一步確證和完善上述專業(yè)能力體系,本團隊制作“醫(yī)學檢驗崗位應該具備的專業(yè)能力要求調查表”對省內不同層次(二甲、二乙、三甲、三乙)的30位醫(yī)院檢驗行業(yè)專家(檢驗科主任/主管)完成了崗位能力需求調查。

3.1.1醫(yī)學檢驗崗位能力標準體系調查表的制作

調查表以初步界定的“醫(yī)學檢驗崗位能力”為依據,將4個方面的能力歸入8個維度(見表2),第1維度“普適性專業(yè)能力”涵蓋群集職業(yè)能力,具體細化為臨床實驗室一般工作能力,包含實驗室檢測系統(tǒng)的操作與維護,實驗結果規(guī)范化、準確報告,臨床實驗室質量管理體系,實驗室安全防護能力等項目。第2至第7維度分別為專業(yè)技術能力(臨床基礎檢驗、臨床生物化學檢驗、臨床免疫學檢驗、臨床微生物學檢驗、臨床血液學檢驗、臨床分子生物學檢驗),每一維度中均細化為特有實驗室檢測基本知識與能力,開展的常規(guī)項目基本知識和能力,常規(guī)儀器分析項目及結果判讀的基礎知識和能力,實驗室質量控制的基本能力。第8維度“綜合能力”涵蓋信息獲取、表達及專業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力,細化為文獻檢索、信息獲取能力、跟蹤專業(yè)理論和技術發(fā)展能力、專業(yè)信息表達能力等項目。并最終形成由8個維度共49項目構成的醫(yī)學檢驗崗位能力體系,既體現了醫(yī)學檢驗崗位的一般能力要求,同時描述了專業(yè)的具體能力需求,力求使標準體系具有指導性、完整性和可操作性。

3.1.2崗位能力標準體系適應性調查對象的選擇

“醫(yī)學檢驗崗位應該具備的專業(yè)能力要求”調查中調查對象的納入標準為醫(yī)院檢驗科主任或主管技師以上撿驗工作人員,目的是抽取對醫(yī)學檢驗崗位具有較為深入的認識,可準確、全面的理解和分析醫(yī)學檢驗各專業(yè)崗位能力需求的行業(yè)專家。本次調查中該項調查回收問卷均來自省內醫(yī)院檢驗科主任,其中多數具有高級職稱,所屬醫(yī)院多數為三級以上,幾乎全部具有專業(yè)設置完整的檢驗科。因此認為,調查對象應積累了醫(yī)學檢驗崗位豐富的實踐經驗,全面掌握醫(yī)學檢驗各專業(yè)實踐較高水平的需求,其評價結果具有可靠性。

3.1.3崗位能力標準體系適應性調查結果分析

該項調查中,一方面所有被調查者對列出的全部(8個維度49個項目)能力標準評價均選擇了“是”,說明研究者初步制訂的崗位能力體系中切合崗位實踐要求,無超出實踐需求的不合理能力要求。另一方面,被調查者認為體系中尚欠缺的能力包括儀器檢驗結果的綜合分析能力、實驗室認可相關知識及能力、法律法規(guī)意識、服務意識等。充分反映了醫(yī)學領域的新技術、新思維對檢驗醫(yī)學崗位實踐的深入影響,是醫(yī)學檢驗院校教育應積極跟進的相關部分。

3.2畢業(yè)生專業(yè)能力自我評價分析

第一,由表2可見,8個維度評價中臨床分子生物學檢驗能力均分最低,結合表3可見,該維度5項指標中4項指標均分均低于3分,可見畢業(yè)生認為自己臨床分子生物學檢驗能力欠缺。其主要原因可能是:①臨床分子生物學檢驗作為一門新興學科,相比其它傳統(tǒng)學科,出現時間相對晚,對該學科能力培養(yǎng)的模式、方法尚未有較長時間的理論探索、實踐驗證;②雖然臨床分子生物學檢驗為現代醫(yī)學實驗的發(fā)展提供了較好的方法學,但因方法自身成熟性及醫(yī)院條件限制導致臨床實驗室尚未普及開展,畢業(yè)生在工作過程中涉及較少。在表2中,其他得分相對較低的專業(yè)能力項目為臨床血液學檢驗和微生物學檢驗,其主要原因可能是:①形態(tài)學的知識和能力相對復雜,與臨床醫(yī)學尤其是疾病聯(lián)系較為緊密,醫(yī)學基礎知識要求高,學習難度和熟練掌握難度較大;同時各項實驗室檢查項目與臨床病理生理改變甚為密切,實驗結果分析難度較大;②在不同等級醫(yī)院開展的項目、基本要求差異較大。

第二,分析表3可知,能力體系列出49項指標中有15項在本次自評調查中得分為3或低于3,即總體評價為“一般”或“較差”。分析可知15項在8個維度中的分布如下:1.實驗室質控能力項共6項;2.分子生物學檢驗維度中4項(包括質控)3.普適性能力及綜合能力共3項;4.其他專業(yè)能力3項??梢?,各學科的實驗室質量控制是畢業(yè)生崗位能力中相對薄弱的方面。完成實驗室質量控制、解讀質控結果、根據質控結果采取行動的能力,相比其他的專業(yè)崗位能力要求崗位對專業(yè)實驗室中與檢測結果質量相關的各環(huán)節(jié)(包括設備、試劑、環(huán)境、人員、方法等)具有全局的觀念以及對檢驗過程具有相對透徹的理解。

3.3從醫(yī)學檢驗崗位的專業(yè)能力需求探討本校4年制醫(yī)學檢驗專業(yè)教育的改革思路

本次調查結果提示本校醫(yī)學檢驗專業(yè)人才培養(yǎng)中傳統(tǒng)學科基礎知識和能力培養(yǎng)效果較好,專業(yè)課程體系的建立滿足了“醫(yī)學檢驗崗位專業(yè)能力”的要求,畢業(yè)生具有較好的崗位適應能力。臨床分子生物學檢驗能力、骨髓細胞形態(tài)學檢驗能力、細菌/真菌形態(tài)學檢驗能力相對欠缺,雖然與在不同等級醫(yī)院開展的項目、基本要求差異較大,相關的知識與能力在畢業(yè)后未得到更好的補充有關,但也提示加強形態(tài)學教學,筑牢基礎,提高形態(tài)學辨識能力的重要性;實驗室質量控制能力的相對薄弱,儀器檢驗結果的綜合分析能力、實驗室認可相關知識及能力、法律法規(guī)意識的欠缺也提示我們,在專業(yè)能力的培養(yǎng)中,在重視“基本技能”、“常規(guī)項目”這樣“點”、“線”狀能力的培養(yǎng)基礎上,需進一步探討以“專業(yè)實驗室能力”這類“面”狀能力培養(yǎng)為目標的人才培養(yǎng)模式和方法,

篇6

關鍵詞:醫(yī)學細胞生物學;教學;實踐

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)42-0100-03

醫(yī)學細胞生物學是從細胞整體、顯微、亞顯微和分子水平等多個層次,來研究細胞結構及功能的學科[1],其理論及技術已經滲透到基礎和臨床醫(yī)學的各個方面,是當前醫(yī)學生物研究最活躍的前沿地帶。作為高等醫(yī)學院校重要的必修課,它起到承上啟下的作用。

如何通過教學內容和組織形式的優(yōu)化整合,來提高教學質量,讓學生在掌握基礎理論的情況下,形成系統(tǒng)的全局觀,提高知識遷移能力和實踐綜合能力,培養(yǎng)良好的科學素養(yǎng),成為高校醫(yī)學細胞生物學教改的重要內容之一。為此本文結合實踐教學過程,談談在教學中的一些心得體會。

一、精選教學內容

精選教學內容包括教學中教材的選擇組合、教學內容的優(yōu)化和更新[2]。

細胞生物學是生命科學的基礎學科,內容涉及許多相關領域,如生物化學、遺傳學、分子生物學、組織胚胎學、生理學、病理學等[2]。因此現行醫(yī)學細胞生物學教材普遍篇幅較大、知識覆蓋面很廣,以人民衛(wèi)生出版社陳譽華主編的《醫(yī)學細胞生物學》為例,分為細胞生物學概論、細胞結構和功能、細胞的社會學、細胞基本生命活動、細胞工程五個部分,共17個章節(jié)。而目前臨床專業(yè)的細胞生物學的理論學時安排為40學時,如果授課時每章面面俱到,不但與后繼學科內容重復,而且學生勢必覺得內容繁雜,重點不突出。因此在有限的學時內,如何對教學內容進行合理取舍,如何將條理清晰、重難點分明、容量較大的知識點系統(tǒng)地傳遞給學生,是應該首先進行思考的。

在教學實踐中,首先在教材選用上,進行主教材和輔助教材的結合使用。主教材采用科學出版社楊撫華主編的《醫(yī)學細胞生物學》。其最大特點在于線條清晰、內容濃縮、重點突出、框架分明。對于剛從中學進入大學的學生來說,這種風格讓其容易很快掌握所學知識點的整體框架和相互關系,不會陷入過多繁冗的細節(jié)之中而迷惑。輔助教材采用人民衛(wèi)生出版社陳譽華主編的《醫(yī)學細胞生物學》。其優(yōu)點在于各個知識點講解得透徹詳實,知識面輻射廣,案例較多。在授課上,以主教材拉章節(jié)線條和框架,在對重要知識點擴展時,讓學生參閱輔助教材的相關內容,進行知識拓展和遷移。讓其在學習中慢慢地參悟自我學習的思維方式,學會如何有效學習。

其次,優(yōu)化和更新教學內容。備課時,查閱下游課程,如生物化學、分子生物學、組織胚胎學、生理學、病理生理學,了解細胞生物學與它們的銜接、滲透、重復部分,做好對后繼課程的鋪墊作用。對重復的內容要淡化或舍去,對延伸的內容要講透。比如細胞膜與物質轉運這部分,離子泵內容涉及到生理、病理、藥理的一些知識點,因此這一部分必須講透講深,結合案例進行分析。比如核糖體章節(jié)中的蛋白質合成過程的內容,在生物化學課程中,會深入學習,因此在這里只需要簡單地介紹核糖體的結構和功能,其余設為學生自學內容[1]。再如信號轉導部分,這部分新名詞較多,轉導路線繁雜,內容有一定難度。雖然在生物化學中將詳細學習,但由于該內容會影響學生對后繼課程如生理學、藥理學等知識點的理解,因此在細胞生物學教學中,應該抓主線輕細節(jié),讓學生建立一個受體、配體、信使、細胞信號轉導特點和路線的宏觀整體印象即可。此外,對于教材內容要及時更新,將各個章節(jié)的一些最新動態(tài)、前沿專題引入。

二、優(yōu)化教學方法和形式

(一)重視案例引入,增強學生學習興趣,加強基礎學科的學習[1]

由于授課的學生將來都要進入臨床,他們關注的重點常為所學的知識是否有利于未來的臨床工作。因此,經常會有初學者問我,學習細胞膜、細胞器這些內容,到底和今后的臨床或者科研工作有多大關系?

因此在緒論部分,重點介紹了細胞生物學的發(fā)展沿革,特別是近年來的前沿領域和重大發(fā)現,同時特別介紹了在醫(yī)學領域的應用實例。如2001年以來的生理或醫(yī)學諾貝爾獎、化學獎的獲獎內容,包括2001年生理或醫(yī)學獎“發(fā)現細胞周期調控的分子機制”、2002年生理或醫(yī)學獎“器官發(fā)育的遺傳基礎和細胞的程序性死亡”、2003年化學獎“細胞膜水通道、離子通道結構”、2007年生理或醫(yī)學獎“胚胎干細胞、基因敲除技術”等,通過這些對生物醫(yī)學發(fā)展具有深遠意義獎項的介紹,讓學生切實地感受到細胞生物學一直活躍在科學研究與應用的前沿,并非只是過時、毫無價值的基礎理論,從而增強學生的好奇心和學習興趣。

其次,在理論教學中,設立細胞生物學的研究技術和方法這一章節(jié),而此部分是很多院校細胞教學中的刪除內容。在教學實踐中發(fā)現,學生對教材中各種細胞與亞細胞結構圖的來源,以及細胞組分的分離與培養(yǎng)過程,好奇而充滿興趣。生物學本來就是一個實踐性學科,任何數據的產生,都以實驗為基礎,因此在有限的課時內,以案例引入的方式簡要介紹常規(guī)研究技術和方法。其重點集中在以顯微鏡介紹為主的細胞形態(tài)研究技術、細胞的分離與培養(yǎng)、細胞組分和亞組分的分離、測定技術。讓學生對細胞的研究過程有一個系統(tǒng)、整體的了解,有利于對后續(xù)理論教學和實驗操作步驟的理解。

再次,在教學中加強病案的分析。醫(yī)學細胞生物學與臨床密切相關。在教學中,分章節(jié)講述后進行相關的病案分析,將增強學生的興趣,加大與所學專業(yè)的聯(lián)系。比如在細胞膜與物質的跨膜運輸中,引入家族性高膽固醇血癥的介紹,讓學生對膜受體的作用有深刻的認識。在講授內膜系統(tǒng)中的溶酶體時,以“矽肺”和“痛風”為例進行講解。引發(fā)學生探究發(fā)病機制,加深對溶酶體的認識和理解。在細胞周期的講解中,將與細胞周期有關的腫瘤治療策略貫穿其中,舉例講述腫瘤細胞的化療藥物作用機制和使用原則,加深學生對細胞周期運行機制的理解。

(二)加強多媒體輔助教學

細胞生物學的研究對象(如細胞及細胞器結構,各種生理過程)多集中于細胞的微觀水平,學生理解起來較為抽象和枯燥。因此在醫(yī)學細胞生物學的教學中應強調圖形、動畫、文字的三結合。如膜轉運蛋白介導的跨膜運輸中,學生很容易混淆離子通道和離子泵這兩種運輸的原理。在講解中應對比圖形并引入動畫,將兩者差異變得直觀可辨,一目了然。在細胞連接中,涌現出許多關于連接的新名詞,如緊密連接、錨定連接、通訊連接、橋粒、半橋粒等等,光從語句上辨析,容易混淆。通過細胞連接總圖的展現,各個連接類型的區(qū)別及其功能便清楚可辨,讓學生在腦海中建立一個立體完整的細胞連接通訊網絡。又如細胞微絲和微管的裝配,很多學生無法通過文字在腦海中呈現出“踏車行為”這種動態(tài)的組裝過程,一個幾秒的動畫,能讓學生獲取直觀的印象。細胞信號轉導的動畫演示,能強化轉導線路中的每個傳輸節(jié)點,能形象展示信號傳遞中蛋白修飾或結構的改變,以及之后信號級聯(lián)放大的生物事件,讓學生從冗長枯燥的文字表述中脫離出來,得到一個完整的印象。因此,在一些不易區(qū)分、不易理解的微觀水平的分子事件的教學上,加大圖形和動畫的使用頻率,通過動畫圖形之間的對比,區(qū)分相似事件,建立動態(tài)的概念,形成相互聯(lián)系的全局觀,促進學生進一步理解生命活動的本質規(guī)律[3,4]。

(三) 適當應用PBL教學方法

以問題為中心,培養(yǎng)學生分析解決問題的能力,養(yǎng)成終生自我學習的能力,是PBL教學法的特點[6]。在醫(yī)學細胞學教學中,適當穿插PBL教學法。如細胞骨架中的阿爾茨海默病的病因、診斷、治療的討論。在內膜系統(tǒng)教學中,在講述內質網和高爾基復合體的功能及相互動態(tài)關系時,以“胰島素如何合成、分泌”為中心問題,引導學生提出“胰島素如何翻譯合成”、“如何加工修飾”、“如何分泌出細胞”這三個問題,從而具體到“這個過程和哪些細胞器有關”、“每個細胞器扮演的什么角色”這些細節(jié)問題。通過討論這些細節(jié)問題,最終完成對中心問題的學習[7]。

三、加強實驗教學中學生的科學素質的培養(yǎng)

在實驗教學中應根據不同時期學生的特點,循序漸進地展開教學。對于剛進大學的學生來說,醫(yī)學細胞生物學實驗是第一門與動物相關的實驗課程,學生對儀器、動物充滿好奇感,容易忽略對知識點的關注和理解。在初期實驗教學上,應加強學生對實驗的基本認識和基本操作能力的培養(yǎng)。將預實驗所拍攝的照片及錄像穿插在課件中,在操作關鍵點上進行講解,將學生的興奮點引入到所學的知識中。在中期實驗教學上,應著重培養(yǎng)學生主動學習的能力,強調實驗的邏輯性和嚴密性。以提問的方式,讓學生通過預習了解使用藥品和操作步驟的目的性,得出實驗的流程圖。在實驗過程中,提倡能夠丟開書本,按流程圖,有邏輯地進行獨立操作,使學生了解細胞生物學擁有一個系列性、完整性較強的實驗體系,并非依葫蘆畫瓢的簡單模仿就能做好實驗。此外,還應加強實驗課堂最后10分鐘的實驗小結,讓學生分組講述實驗的心得體會,并由老師進行點評,增強學生的學習積極性和協(xié)助精神,培養(yǎng)學生的知識遷移能力和創(chuàng)新能力[2,8]。

教學中還應有意識地培養(yǎng)學生的實驗習慣和心態(tài),對于部分有專業(yè)興趣傾向和喜愛科研的學生,可開放實驗室,讓其根據相關的課題進行實踐,過程中采用方式多種多樣,包括查文獻、寫綜述、寫實驗方案、實驗小結、注意事項,培養(yǎng)學生的科學思維,提高其實驗綜合能力。

綜上所述,通過細胞生物學的教學內容及形式方法的初步探索,在一定程度上能加強學生對理論知識的理解,提高知識遷移能力和實踐綜合能力,培養(yǎng)一定的科學素養(yǎng)。

參考文獻:

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篇7

關鍵詞:生物技術石油化工應用

中圖分類號:F406文獻標識碼: A 文章編號:

一生物技術與石油化工

生物技術又稱生物工程,是在古老的微生物發(fā)酵工藝學基礎上發(fā)展起來的一門新興綜合學科,它很早就與石油關系密切。

早在20世紀20年代,石油工作者就提出將微生物用于石油回收。50年代生物技術逐漸由石油向石油化工領域延伸,許多化工產品的生物生產技術和工藝相繼出現。60年代,石油微生物學興起,以石油為原料生產單細胞蛋白的工業(yè)化成為可能。70年代,生物分子生物學的突破,出現了生物催化劑固定化技術,與此同時,美國、歐洲及原蘇聯(lián)等都先后進行了微生物采油應用研究和實施。80年代,DNA重組技術和細胞融合技術的崛起,生物化學反應工程應運而生,為人們在石油化工領域開發(fā)精細化工產品提供了重要手段和工具。90年代,節(jié)能與環(huán)保成為人們關注的兩大課題,能源與資源的合理利用,使得生物技術在石油化工領域的應用更加活躍。

面對21世紀石油與石油化工技術的挑戰(zhàn),清潔過程的開發(fā),“綠色化學”產品的生產,生物脫硫技術正引起人們極大的關注。隨著生物技術的發(fā)展,溫和條件的合成反應將會繼續(xù)受到重視,生物催化劑將大力推廣,生物能源的替代,具有光、聲、電、磁等高性能生物化工材料的應用,都將為石油化工技術注入新的活力,新的生物石油化工技術必將興起。

二生物技術在石油化工中的應用

1生物技術在石油勘探中的應用

隨著微生物培養(yǎng)技術及菌種數測定方法的不斷改進,利用微生物勘探石油的技術得到迅速發(fā)展。根據直接探測油氣的有關理論,地下烴類的向上滲透使地表和地球化學環(huán)境發(fā)生了變化。從生物圈角度來看,無論是根植于地下較高等植物,或是散布于其間的低等生物,都會發(fā)生變異,用現代生物分析檢測手段(如微生物微量元素分析、毒素分析、DNA的PCR擴增技術檢測)檢測這種變異,再經過適當的數據處理,就可能達到預測油氣藏的目的?,F代石油工業(yè)根據石油的生物標志特征可以研究判斷石油的生成相和油源。我國石油工作者就是利用生物標志特征判斷出柴達木盆地西部剖面油砂和瀝青的前身原油是成熟原油,它具有水體相對較深的湖相有機質形態(tài),其源巖應該是侏羅系的。隨著生物技術在石油勘探領域應用的拓寬與深化,生物與石油相關規(guī)律的研究將會取得更大的成果,有可能在深山密林、深海谷底、冰川、南北極等尚未開發(fā)的環(huán)境區(qū)域,探測到更多的油氣礦藏,大大提高石油的儲采比,增加石油儲備。

2生物技術在石油開采中的應用

生物技術特別是微生物采油技術,已經引起石油工程技術人員的空前關注,目前在國內外開展的微生物采油先導性礦物試驗已初見成效。利用微生物提高原油的采收率技術(Microbial Enhanced Oil Recovery簡稱MEOR)來開發(fā)我國豐富的資源,已成為生物技術發(fā)展的主導方向之一。微生物采油就是利用微生物代謝產生的聚合物、表面活性劑、二氧化碳及有機溶劑等物質進行有效的驅油。微生物采油技術與其它采油技術相比,具有適應范圍廣、工藝簡單、投資少、見效快、無污染等特點,是目前開采油藏中剩余油和利用枯竭油藏最好的廉價方法,并且更符合環(huán)保要求。微生物采油技術起源于美國,發(fā)展至今已成為國內外發(fā)展迅速的一項提高原油采收率的技術,也是二十一世紀的一項高新生物技術。

其經歷了:1930年~1965年的起步與探索,1965年~1980年的迅速發(fā)展,1980年~1990年的深入研究和礦場應用見效,1990年至今的現代微生物采油技術的發(fā)展等四個階段?,F代微生物采油技術的發(fā)展階段主要是現代生物技術在微生物采油上的應用階段。美國應用現代生物技術重組微生物菌體,構建基因工程菌,使微生物菌種具有較高的性能,大大促進和發(fā)展了生物技術在微生物采油中的應用。現代生物技術,特別是分子生物學技術的快速發(fā)展,使采油微生物研究已經進入了分子水平。分子生物學技術的發(fā)展,對微生物采油機理的研究產生了很大影響。PCR(Polymerase Chain Reaction)技術、DNA芯片技術等是研究微生物群落新穎的分子生物學工具。一1PCR與DNA芯片技術結合,可以對微生物采油菌種的油藏適應性、地下運移能力、增殖和增采能力進行準確可靠的認證,可以對油田地層中存在的微生物群落進行詳細調查,并以此對具有微生物采油作用的菌加以利用,對有害菌進行有效防治,進而研究微生物的驅油增產機理,為調整各項技術工藝,優(yōu)化方案設計和把握實驗進程提供可靠依據。微生物提高原油采收率的真正成功或突破的關鍵在于“超級菌”的組建,因此,構建目的基因,培養(yǎng)較強競爭力的基因工程菌(Gene Engineering Microbe,簡稱GEM)是現代微生物采油技術的主要目標之一。利用基因工程,可針對性地培養(yǎng)有利菌株,拓寬微生物采油的菌種資源。

3生物技術在石油化工中的應用

① 微生物氧化烴類生產有機酸

微生物氧化烴類生產有機酸主要有二羧酸和一元酸。二羧酸主要有已二酸和癸二酸。一元酸主要有檸檬酸、琥珀酸。此外烷烴經氧化還可生產谷氨酸、富馬酸、水楊酸等。

a. 酶催化丙烯腈生產丙烯酰胺

丙烯酰胺大部分以40%~50%的水溶液銷售,低溫下會析出胺的結晶。常規(guī)生產丙烯酰胺有硫酸水和法和銅催化水和法兩種,前者工藝過程復雜,后者因反應中會生成加成反應而含有少量加成反應物。用酶催化丙烯腈生產丙烯酰胺,是將丙烯腈、原料水與固定化生物催化劑一起進行水和反應,反應后分離出廢生物催化劑。得到產品丙烯酰胺。酶催化丙烯腈生產丙烯酰胺,產品純度高,選擇性好,丙烯腈轉化率達99.9%以上。

70年代,日本日東化學公司使用Rhodococ—cus SP.N一774生物酶,經十年努力,成功開發(fā)了最初的生物催化生產丙烯酰胺的工藝,80年代中期建成規(guī)模為400t/a的工業(yè)化裝置。其后日本京都大學發(fā)現了代號為B一23、J一1的生物酶并對工藝加以改進。90年代初,日本使用生物酶生產丙烯酰胺的能力已上升到1.5萬t/a。

b. 烴類發(fā)酵生產二元羧酸

中長鏈二元羧酸是合成纖維、工程塑料、涂料、高檔油等重要的石油化工原料,通常是通過化學方法制取。以石油餾分為原料發(fā)酵生產二元羧酸的研究已有近40年的歷史。20世紀70年代初,日本礦業(yè)生物科學研究院(簡稱日本礦業(yè))以正構石蠟為原料,微生物發(fā)酵氧化代替尿素加成法,生產相同鏈長的二元羧酸,80年代工業(yè)化,在世界上首先建成了150t/a的長鏈二元羧酸生產發(fā)酵裝置。90年代初由發(fā)酵法生產的十三碳二元酸(“巴西羧酸”),規(guī)模已達200t/a,終止了傳統(tǒng)的由菜籽油、蓖麻油裂解合成的歷史,是石油發(fā)酵在石油化工領域工業(yè)化最早的例子L2j。日本礦業(yè)選用Candida trpicalis 1098酵母菌生產二元羧酸,日本三井石化公司則用擬球酵母Torutopsis生產長鏈二元羧酸。研究表明,酵母菌、細菌、絲狀真菌都有不同程度氧化正構烷烴生成二元羧酸的能力,而假絲酵母、畢赤式酵母尤其是正構烷烴發(fā)酵生產二元羧酸的高產微生物。據報導l31,我國鄭州大學等單位承擔的“九五”國產科技攻關計劃“十二碳二元酸合成尼龍1212工業(yè)生產試驗研究”,最近已通過鑒定。該研究合成的長鏈高性能工程塑料尼龍1212所用原料,即是以石油輕蠟發(fā)酵生產的十二碳二元酸,這充分顯示了生物技術在石油化工領域的成功應用。

②在其它石油化工方面的應用

生物技術在其它石油化工方面的應用主要有:由烯烴類制備環(huán)氧乙烷和環(huán)氧氧丙烷,以石油為原料生產單細胞蛋白,加氧酶在石油化工的開發(fā)利用,柴油生物脫硫研究與開發(fā),石油微生物的脫氮的研究,生物法生產丙烯酰胺、1,3——丙二酸等。

結束語

隨著社會發(fā)展和科學技術的進步,生物技術正逐步擴大到石油和石油化工行業(yè),以更加有效的、經濟的生物化學過程代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化工過程。生物技術在石油化工中的應用,將為石油化工技術注入新的活力,新的生物石油化工技術必將興起。

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[關鍵詞]生物監(jiān)測;環(huán)境監(jiān)測;應用

中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:A 文章編號:

在社會生產的發(fā)展之下,環(huán)境問題已經受到了社會各界的廣泛關注,世界各個國家針對環(huán)境保護問題也開展了深入的分析與研究,環(huán)境監(jiān)測是建立在環(huán)境保護工作基礎上開展的監(jiān)測工作,其監(jiān)測目的就是為了全面、及時、準確的反映出被監(jiān)測環(huán)境狀態(tài)與發(fā)展趨勢,該種監(jiān)測工作可以為環(huán)境污染與環(huán)境管理工作提供相關的依據。傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測工作主要使用物理監(jiān)測與化學監(jiān)測法,然而這些監(jiān)測方法無論是在監(jiān)測成本還是監(jiān)測效率,是很難滿足監(jiān)測需求的,因此,就需要開發(fā)一種新型監(jiān)測方式,種種研究顯示,生物監(jiān)測就能夠很好的彌補物理監(jiān)測與化學監(jiān)測的不足。

1 生物監(jiān)測的原理和特征

1.1 生物監(jiān)測的原理

生物監(jiān)測的理論基礎是生態(tài)系統(tǒng)理論,生物與周圍環(huán)境之間是一種互相制約、影響以及依存的關系,生物與環(huán)境之間出存在能量與物質交換的,如果其生活環(huán)境遭受污染,那么有害物質就會在生物體中遷移和積累,久而久之,各個生物的生理指標、生化指標與生長情況就會出現相應的變化。

利用生物來監(jiān)測環(huán)境能夠有效反映出環(huán)境污染情況,與物理檢測和化學監(jiān)測相比而言,生物監(jiān)測有著分散性、復雜性、長期性以及綜合性的特征,是一種涉及多目標、多角度、多學科的工程,但是,生物監(jiān)測需要浪費大量的時間,對于專業(yè)性的要求很高,這也在一定程度上限制了該種方法的使用。

歐美等發(fā)達國家歷來都十分重視生物監(jiān)測法,早在上世紀中期就開始應用該種監(jiān)測方式,例如,美國在上世紀40年代中將生物監(jiān)測技術應用在了排水管理中,加拿大在1971年制定了漁業(yè)法,使用魚類成活率來分析排水標準。與發(fā)達國家相比而言,我國生物監(jiān)測技術的起步相對較晚,從20年代80年代才開始進行研究,截止到目前為止,還未形成一種標準、系統(tǒng)的檢測體系,還有待進行發(fā)展。

1.2 生物監(jiān)測的特征分析

傳統(tǒng)物理與化學監(jiān)測方式僅僅只能分析出環(huán)境指標偏離情況,是無法分析出其生物化學效應的,但是采用生物監(jiān)測法就可以很好的反映出這一指標,與物理與化學監(jiān)測方式相比,生物監(jiān)測的特征表現在幾個方面:

1.2.1 連續(xù)性與長期性

物理監(jiān)測與化學監(jiān)測只能夠反映出當時監(jiān)測情況,無法分析出采樣前以及采樣后的情況,而生物監(jiān)測能夠富集生物周圍生活環(huán)境的各類信息,可以更加系統(tǒng)、全面的反映出環(huán)境污染狀態(tài)。

1.2.2 綜合性

環(huán)境中各個污染物是一種相互作用的關系,孤立檢測是無法獲取到理想檢測結果的,物理監(jiān)測與化學難以對多種途徑與多種類型的污染來開展評價,生物監(jiān)測能夠反映出不同污染物的綜合效應,并對其進行風險評價,能夠為污染治理工作的開展提供合理的依據。

1.2.3 靈敏性

對于在環(huán)境中污染時間較長,取法進行定量測定的微生物,能夠通過生物監(jiān)測工作進行提早預警,這就有效提升了監(jiān)測工作的靈敏性。

1.2.4 探測性

物理監(jiān)測與化學監(jiān)測難以評價出未知的監(jiān)測指標,無法分析出不明污染物對于環(huán)境的危害,實質上,不僅僅是已知污染物,未知污染物也能夠對生物產生生物學效用,生物監(jiān)測法不僅能夠監(jiān)測到已知污染物,還能對未知污染物的毒性進行分析,全面反映出不明污染物對于環(huán)境的影響[1]。

1.2.5 非破壞性

生物監(jiān)測法能夠利用動物毛發(fā)、分泌物、排泄物以及脫落樹皮進行監(jiān)測,不會對生態(tài)系統(tǒng)、生物與環(huán)境產生破壞。

1.2.6 經濟性

使用生物監(jiān)測法不需要使用大量的儀器,能夠進行大面積布點,在邊遠地區(qū)也能夠進行監(jiān)測,可以有效減少監(jiān)測費用,有著理想的經濟性。

雖然生物監(jiān)測具有一系列的優(yōu)點,但是還尚未制定好完善的環(huán)境標準,監(jiān)測專一性也相對較差,難以對生物群落結構進行深入的分析[2]。

2 環(huán)境監(jiān)測中常用的生物監(jiān)測方法

生物對于環(huán)境的變化具有多層次性的特征,因此,生物監(jiān)測方法是多種多樣的,環(huán)境監(jiān)測中常用的生物監(jiān)測方法有以下幾種類型:

2.1 微生物監(jiān)測法

微生物監(jiān)測法就是利用微生物生長情況來分析環(huán)境污染情況的一種方式,常用的微生物有纖維素分解細菌、假單細胞總數、放線菌、菌根真菌等等,近年來,在科技水平的發(fā)展之下,基因重組均也開始在生物監(jiān)測中得到了使用。其中,發(fā)光細菌的應用范圍更加的廣泛,發(fā)光細菌有著簡便與快速的特征[3]。

2.2 生物測試法

生物測試法就是利用生物污染情況出現的生物變化來分析環(huán)境污染情況,該種方式主要應用在污染源的監(jiān)測中,在廢水處理效果的檢測、污染程度的評價與污染物的追溯方面有著理想的成效。

2.3 生物群落監(jiān)測法

生物群落監(jiān)測法已經開始在水體污染的監(jiān)測中得到了廣泛的使用,該種方式也能夠應用在大氣污染與土壤污染的監(jiān)測中,在水體污染檢測中,指示生物包括魚類、著生生物、浮游生物與底棲動物幾種類型。

2.4 生物殘毒測定法

生物殘毒測定法就是利用生物含污量開展環(huán)境監(jiān)測工作的一種方式,生物對于環(huán)境中的放射性物質、農藥與重金屬有著良好的富集能力,因此,計算生物體內的殘留量就能夠分析出環(huán)境污染情況,具有理想的精度[4]。

2.5 生物傳感器技術

與化學傳感器技術相比而言,生物傳感器有著成本低廉、靈敏度高的優(yōu)勢,在復雜的環(huán)境體系中也可以實現連續(xù)性的在線監(jiān)測,在水質監(jiān)測中,能夠采用生物傳感器來監(jiān)測水體富營養(yǎng)化、BOD以及陰離子表面活性劑。有關報道顯示,使用光纖生物傳感器還能夠有效分析出地下水中的殘留炸藥含量。

2.6 分子生物學技術

分子生物學技術的類型是多種多樣的,有基因芯片、PCR與分子雜交技術,能夠得出污染物與代謝產物的相互作用,還可以分析出具體的作用靶點與作用機理,繼而預報出環(huán)境對于生物體的影響。就現階段來看,分子生物學技術常用的指示生物有藻類、無脊柱動物、魚類、細菌與種子植物[5]。

2.7 生物標志物法

目前,生物標志物法也開始在環(huán)境監(jiān)測中得到了一定的使用,很多專家學者已經針對這一問題進行了深入的研究,Damiens使用貽貝作為生物標志物來測試地中海污染情況,計算了生物標志物響應指數,取得了良好側成效。

3 結語

總而言之,生物監(jiān)測法在環(huán)境監(jiān)測中有著良好的應用前景,會繼續(xù)為各個領域的環(huán)境監(jiān)測提供科學的信息支持,但是,就我國的實際情況來看,生物監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測中的應用還處于一個起步狀態(tài),還需要進行深入的分析與研究,研究的范圍需要涵蓋到管理、技術以及方法上,相信在相關專家與學者的努力之下,生物監(jiān)測技術定可以在環(huán)境監(jiān)測中得到更加廣泛的使用。

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“生物信息學”是英文單詞“bioinformatics”的中文譯名,其概念是1956年在美國田納西州gatlinburg召開的“生物學中的信息理論”討論會上首次被提出的[1],由美國學者lim在1991年發(fā)表的文章中首次使用。生物信息學自產生以來,大致經歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個發(fā)展階段[2]。2003年4月14日,美國人類基因組研究項目首席科學家collins f博士在華盛頓隆重宣布人類基因組計劃(human genome project,hgp)的所有目標全部實現[3]。這標志著后基因組時代(post genome era,pge)的來臨,是生命科學史中又一個里程碑。生物信息學作為21世紀生物技術的核心,已經成為現代生命科學研究中重要的組成部分。研究基因、蛋白質和生命,其研究成果必將深刻地影響農業(yè)。本文重點闡述生物信息學在農業(yè)模式植物、種質資源優(yōu)化、農藥的設計開發(fā)、作物遺傳育種、生態(tài)環(huán)境改善等方面的最新研究進展。

1.生物信息學在農業(yè)模式植物研究領域中的應用

1997年5月美國啟動國家植物基因組計劃(npgi),旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹等十多種具有經濟價值的關鍵植物的基因圖譜。國家植物基因組計劃是與人類基因組工程(hgp)并行的龐大工程[4]。近年來,通過各國科學家的通力合作,植物基因組研究取得了重大進展,擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測序。人們可以使用生物信息學的方法系統(tǒng)地研究這些重要農作物的基因表達、蛋白質互作、蛋白質和核酸的定位、代謝物及其調節(jié)網絡等,從而從分子水平上了解細胞的結構和功能[5]。目前已經建立的農作物生物信息學數據庫研究平臺有植物轉錄本(ta)集合數據庫tigr、植物核酸序列數據庫plantgdb、研究玉米遺傳學和基因組學的mazegdb數據庫、研究草類和水稻的gramene數據庫、研究馬鈴薯的pomamo數據庫,等等。

2.生物信息學在種質資源保存研究領域中的應用

種質資源是農業(yè)生產的重要資源,它包括許多農藝性狀(如抗病、產量、品質、環(huán)境適應性基因等)的等位基因。植物種質資源庫是指以植物種質資源為保護對象的保存設施。至1996年,全世界已建成了1300余座植物種質資源庫,在我國也已建成30多座作物種質資源庫。種質入庫保存類型也從單一的種子形式,發(fā)展到營養(yǎng)器官、細胞和組織,甚至dna片段等多種形式。保護的物種也從有性繁殖植物擴展到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等[6]。近年來,人們越來越多地應用各種分子標記來鑒定種質資源。例如微衛(wèi)星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于對種質資源進行分子標記產生了大量的數據,因此需要建立生物信息學數據庫和采用分析工具來實現對這些數據的查詢、統(tǒng)計和計算機分析等[7]。

3.生物信息學在農藥設計開發(fā)研究領域中的應用

傳統(tǒng)的藥物研制主要是從大量的天然產物、合成化合物,以及礦物中進行篩選,得到一個可供臨床使用的藥物要耗費大量的時間與金錢。生物信息學在藥物研發(fā)中的意義在于找到病理過程中關鍵性的分子靶標、闡明其結構和功能關系,從而指導設計能激活或阻斷生物大分子發(fā)揮其生物功能的治療性藥物,使藥物研發(fā)之路從過去的偶然和盲目中找到正確的研發(fā)方向。生物信息學為藥物研發(fā)提供了新的手段[8,9],導致了藥物研發(fā)模式的改變[10]。目前,生物信息學促進農藥研制已有許多成功的例子。itzstein等設計出兩種具有與唾液酸酶結合化合物:4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中,后者是前者與唾液酸酶的結合活性的250倍[11]。目前,這兩種新藥已經進入臨床試驗階段。tang sy等學者研制出新一代抗aids藥物saquinavir[12]。pungpo等已經設計出幾種新型高效的抗hiv-1型藥物[13]。楊華錚等人設計合成了十多類數百個除草化合物,經生物活性測定,部分化合物的活性已超過商品化光合作用抑制劑的水平[14]。

現代農藥的研發(fā)已離不開生物信息技術的參與,隨著生物信息學技術的進一步完善和發(fā)展,將會大大降低藥物研發(fā)的成本,提高研發(fā)的質量和效率。

4.生物學信息學在作物遺傳育種研究領域中的應用

隨著主要農作物遺傳圖譜精確度的提高,以及特定性狀相關分子基礎的進一步闡明,人們可以利用生物信息學的方法,先從模式生物中尋找可能的相關基因,然后在作物中找到相應的基因及其位點。農作物的遺

傳學和分子生物學的研究積累了大量的基因序列、分子標記、圖譜和功能方面的數據,可通過建立生物信息學數據庫來整合這些數據,從而比較和分析來自不同基因組的基因序列、功能和遺傳圖譜位置[15]。在此基礎上,育種學家就可以應用計算機模型來提出預測假設,從多種復雜的等位基因組合中建立自己所需要的表型,然后從大量遺傳標記中篩選到理想的組合,從而培育出新的優(yōu)良農作物品種。

5.生物信息學在生態(tài)環(huán)境平衡研究領域中的應用

在生態(tài)系統(tǒng)中,基因流從根本上影響能量流和物質流的循環(huán)和運轉,是生態(tài)平衡穩(wěn)定的根本因素。生物信息學在環(huán)境領域主要應用在控制環(huán)境污染方面,主要通過數學與計算機的運用構建遺傳工程特效菌株,以降解目標基因及其目標污染物為切入點,通過降解污染物的分子遺傳物質核酸 dna,以及生物大分子蛋白質酶,達到催化目標污染物的降解,從而維護空氣[16]、水源、土地等生態(tài)環(huán)境的安全。

美國農業(yè)研究中心(ars) 的農藥特性信息數據庫(ppd) 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲劑信息,涉及它們在環(huán)境中轉運和降解途徑的16種最重要的物化特性。日本豐橋技術大學(toyohashi university of technology) 多環(huán)芳烴危險性有機污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線圖。美國環(huán)保局綜合風險信息系統(tǒng)數據庫(iris) 涉及 600種化學污染物,列出了污染物的毒性與風險評價參數,以及分子遺傳毒性參數[17]。除此之外,生物信息學在生物防治[18]中也起到了重要的作用。網絡的普及,情報、信息等學科的資源共享,勢必會創(chuàng)造出一個環(huán)境微生物技術信息的高速發(fā)展趨勢。

6.生物信息學在食品安全研究領域中的應用

食品在加工制作和存儲過程中各種細菌數量發(fā)生變化,傳統(tǒng)檢測方法是進行生化鑒定,但所需時間較長,不能滿足檢驗檢疫部門的要求,運用生物信息學方法獲得各種致病菌的核酸序列,并對這些序列進行比對,篩選出用于檢測的引物和探針,進而運用pcr法[19]、rt-pcr法、熒光rt-pcr法、多重pcr[20]和多重熒光定量pcr等技術,可快速準確地檢測出細菌及病毒。此外,對電阻抗、放射測量、elisa法、生物傳感器、基因芯片等[21-25]技術也是未來食品病毒檢測的發(fā)展方向。

轉基因食品檢測是通過設計特異性的引物對食品樣品的dna提取物進行擴增,從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段[26]。通過對轉基因農產品數據庫信息的及時更新,可準確了解各國新出現和新批準的轉基因農產品,便于查找其插入的外源基因片段,以便及時對檢驗方法進行修改。目前由于某些通過食品傳播的病毒具有變異特性,以及檢測方法的不完善等因素影響,生物信息學在食品領域的應用還比較有限,但隨著食品安全檢測數據庫的不斷完善,相信相關的生物信息學技術將在食品領域發(fā)揮越來越重要的作用。  生物信息學廣泛用于農業(yè)科學研究的各個領域,但是僅有信息資源是不夠的,選出符合自己需求的生物信息就需要情報部門,以及信息中介服務機構提供相關服務,通過出版物、信息共享平臺、數字圖書館、電子論壇等信息媒介的幫助,科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我國生物信息學發(fā)展還很不均衡,與國際前沿有一定差距,這需要從事信息和科研的工作者們不斷交流,使得生物信息學能夠更好地為我國農業(yè)持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮作用。

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篇10

[關鍵詞] 醫(yī)學;實驗室;搬遷

[中圖分類號]G482 [文獻標識碼] B[文章編號] 1673-7210(2009)01(b)-139-02

Experience and discussion in the removal of medical laboratory

DING Da-peng, MA Wen-li, GUO Qiu-ye

(Institute of Genetic Engineering of Nanfang Medical University, Guangzhou 510515,China)

[Abstract] The problems existed in the process of the removal of medical laboratory are pointed out in our task, and some approaches for removing medical laboratory are discussed in this paper.

[Key words] Medicine; Laboratory; Removal

近年來,隨著國內大多數醫(yī)科院校對醫(yī)學教學實驗建設模式改革的進行,基礎醫(yī)學實驗室建設得到了前所未有的提高,教學環(huán)境、實驗條件和實驗手段都得到了全面的改造與改善,提高了醫(yī)學實驗教學水平,在一定程度上也滿足了現代醫(yī)學教育發(fā)展的需要[1]。然而,在對實驗室進行規(guī)范建設與協(xié)調運行的過程中,許多院校的實驗室都會面臨基礎設施條件的改善以及不同實驗室實驗場地、設施的重組等問題[2],從而會不可避免的需要進行實驗室的移交與搬遷,由于醫(yī)學院校實驗室的特殊性,如何實現實驗室安全高效的搬遷,同時又不妨礙正常教學工作的完成,這里本文將結合實際工作情況及體會就此問題進行分析。

1 實驗室搬遷中面臨的問題

1.1 儀器種類多,精密度高

本所的實驗室包括生物化學和分子生物學教研室兩個部分,分別擁有獨自專用的教學實驗室,以及附屬的教學實驗準備室和儲藏室,包括了PCR儀,DNA合成儀、測序儀、基因芯片打印儀和掃描儀等各項完成分子生物實驗的儀器,以及學生所用的各種生物化學教學儀器,如電泳儀、離心機、微量加樣器等,因此在從我所實驗室搬遷到新實驗樓的過程中,需要小心謹慎的對實驗儀器進行搬運,并且由于實驗儀器數量多,也容易發(fā)生不同用途的實驗儀器錯搬導致需要進行二次搬運的問題。

1.2 實驗室搬運人員匱乏

由于實驗室許多老師承擔著理論和實驗教學任務,而搬運任務重、要求高,因此搬運過程中需要請相關的搬運工人來實施具體工作,但是搬運工人并不了解所搬運儀器的特性,同時一些實驗儀器在搬運中有特殊要求,不同于一般的物品搬運,從而增加了搬運困難,因此容易出現儀器在搬運過程中的無謂消耗和損傷。

1.3 生物試劑搬運的特殊性

由于基礎醫(yī)學的學科性質,生物化學與分子生物學教研室擁有不同種類的化學試劑與生物試劑,其中的部分試劑是在低溫環(huán)境下放置并保存的,這些試劑在搬運過程中將無法繼續(xù)保存于低溫環(huán)境,從而非常容易出現試劑的失效等各種問題,此外某些試劑具有腐蝕性,因此也需要提醒搬運工人在搬運過程中輕拿輕放,小心操作。同時,試劑的搬運并非只是簡單的搬運,在到達新的實驗樓后,需要立刻將其放置到相應的環(huán)境中去,這在一定程度上也增加了搬運的困難。

1.4 搬運時間長,安全問題易忽視

由于醫(yī)學實驗室搬運的特殊性,搬運過程時間長,人員來往復雜,如果缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃與指揮,分散進行搬運,很容易出現混亂的局面,如各種物品隨處丟放,會導致個人物品與科室資料的丟失,造成不必要的損失,并嚴重影響科室工作重新步入正軌。

2 對策

2.1 整體規(guī)劃,協(xié)調配合

在本實驗室搬遷過程中,科室領導相當的重視,并安排專人負責,同時學校也配備了相應經費,來保證搬運工作的順利進行。對具體的任務,在搬運之前開會進行了人員的分工,保證每臺大型儀器有相應的人員負責,在搬運過程中監(jiān)督搬運工人的工作,同時對部分儀器在搬運前聯(lián)系保險公司進行了投保,以防萬一。在到達新的實驗室后,由于在搬運過程中儀器承受了不同程度的顛簸,部分儀器還需要重新安裝,因此相關負責的人員要盡快與儀器公司進行聯(lián)系,盡早讓工程師來對儀器進行調試與安裝,從而保證實驗室工作能夠盡快步入正軌。

2.2 科學、有秩序的搬運

由于實驗室儀器、試劑種類復雜,加上許多資料和個人物品,因此需要有秩序的對其進行合理的搬運。本科室經討論決定首先搬運完整的大型儀器,例如DNA合成儀、測序儀等,然后是試劑存放所需要的冰箱、離心機等。為了保證搬運的順利進行,在每臺儀器上貼上標簽,寫明所搬運到的實驗房,以防出現搬運工人錯放的事情發(fā)生。實驗所用的生物試劑和配制的一些化學試劑最后搬運,到新的實驗室后直接放置到相應位置。在科室儀器和試劑搬運后,對個人物品進行整理,由搬運車輛一次性搬運至新的實驗室,然后個人負責本人物品與資料的放置,爭取在整個搬運過程中,做到只見包裝好的紙箱,而沒有紙張與書籍隨處亂丟的現象。

3 體會

醫(yī)學實驗室是科學研究的重要支撐條件,是開展學術交流與人才培養(yǎng)的基地,在現代生命科學與醫(yī)學的發(fā)展趨勢下,實驗室已成為提高醫(yī)學教育質量的重要條件[3]。在目前許多院校改建、改善實驗室基礎設施的建設中,不可避免會對實驗室進行短暫或是整體長期的搬遷,而實驗室搬遷是一件非常復雜的工作,加上醫(yī)學院校實驗室的特殊性,更增加了搬遷的困難,容易在搬運過程出現問題與差錯。因此對此工作需要給予足夠的重視,對其面臨的問題與困難予以科學的認識,通過多方面協(xié)調配合,團結整個科室的人員,使實驗室搬遷能夠順利、安全、有秩序的進行;同時在搬運過程中,不能忽視生化試劑的環(huán)境安全問題,必要的話,請相關專業(yè)人員例如防疫站和各級防疫所的同事來指導試劑的轉運,杜絕在搬運過程中出現有害試劑外泄等問題[4]。爭取利用最短的時間,來有效的完成實驗室的搬遷,使工作人員盡快投入到新的工作環(huán)境中,順利開展工作。

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