生物組學技術全文(5篇)

一、生物工程技術的基本特征

生物工程技術也稱生物工程，它是在分子生物學基礎上建立的、為創建新的生物類型或新生物機能的實用技術，是現代生物科學和工程技術相結合的產物。具體而言，生物工程技術包括轉基因植物、動物生物工程技術、農作物的分子育種技術、納米生物工程技術、重要疾病的生物治療等；基因操作技術包括人類功能基因組研究、重要動植物功能基因組研究等；生物信息技術包括生物信息的獲取與開發、加工與利用，以及結構基因組和蛋白質組學研究、藥物篩選、小分子藥物設計等；創新藥物和產業化開發上，將重點建立完善的藥物篩選體系、研制重要藥物品種、實驗室建設、藥物制劑技術等。生物工程技術有五個方面的特征：

1.大科學工程研究方式的出現。20世紀八十年代中期開始的基因組的研究，使得生物工程技術的研究從作坊式轉而進入了大科學的運作方式。基因組研究以人類基因組為代表，其研究對象是一個非常復雜的系統，要在整體上破譯遺傳信息，不可能用以前零敲碎打的方式，而是采用了其他學科的一些運作方式，包括大規模、高通量、信息化的工業運作方式。由于人類基因組計劃對產業的巨大帶動作用，引起實業界濃厚的投資興趣，投資量逐年遞增。

2.精細分析和廣闊綜合的統一。生物工程技術在分子、細胞、組織、器官、整體乃至群體的多層次、全方位研究，以及生物工程技術與數學、物理學、化學、信息科學的前所未有的整合，使得很多生命系統復雜問題的解決出現了可能。

3.科學進步和技術革命互為因果。生物工程技術的每一次突破，都與技術革命相關，科學與技術之間的界限也是越來越模糊了。

4.基礎與應用的結合。生物工程技術與醫學、農學有著不可分割的聯系，是這些應用學科的基礎，也能從應用學科中獲取基礎研究的源頭活水。很多重大社會需求的問題會構成揭示自然規律的一些重大科學工程的出發點，如對艾滋病、腫瘤、人口控制、抗病蟲植物等方面的研究。

5.產業化的速度大大加快。各種生物工程技術的發展，使得生物工程技術基礎研究到實現產業化的距離較之以往大大縮短。

摘要:上世紀末，分子生物學迎來爆發式發展，日趨成熟的基因克隆技術也是將人類社會帶入后基因時代，隨之流行的就是分子診斷技術，該技術涉在遺傳診斷、檢驗、疾病診斷、評估等方面都是發揮了重要的參考價值。而本文就是在此基礎上，探究了分子生物學技術是如何應用在醫學檢驗中的，并總結了其現存的問題和對該技術的未來展望。

關鍵詞:分子生物學技術;應用;醫學檢驗

分子生物學技術(MMBT)對于當今的人們并不陌生，它是以核酸、蛋白質等分子研究為主的一門學科。自1953年DNA雙螺旋結構模型提出后，該技術進入大眾視野，備受關注，也給我們突破傳統生物學的局限提供了無限的可能，對于遺傳研究拓展作用顯著，為我們認識生命提供了更多可能性。總體來講，分子生物學技術也是進一步的促進了現代醫學的發展，二者相輔相成。下面本文就闡述了其在醫學檢驗中的一些應用。

一、PCR技術的應用

聚合酶鏈式反應(PCR)是一種于生物體外合成DN段的技術，其主要的循環模式就是高溫變性、低溫退火、適溫延伸。現今，全球每年借助PCR技術診斷病人幾千萬。其重要程度可見一般，就目前而言，PCR技術在醫學的各領域都有應用，像免疫學、腫瘤學、遺傳學等已經必不可少，而且PCR技術可以保證樣品的檢測更加的可靠、準確，省時省力節約資本，經濟效益顯著。相比于醫學檢驗傳統的培養檢測，實時熒光定量、連接酶鏈反應等靈敏度更高、特異性更好，所以應用也更加廣泛。

二、分子生物遺傳器的應用

分子生物傳感器是傳感、分子生物診斷相結合的產物。可借助生物固定技術，利用相應的識別元件與待測物特異性反應，而最后通過換能器就可輸出結果，這樣定量和定性分析就可以同時進行，即快捷又準確。并且該技術的應用范圍很廣，像小分子物質、核酸、微蛋白等都可檢測。近兩年，隨著分子生物學技術的進步，高精密度的生物傳感器也是層出不窮，他們的出現使臨床病原微生物檢測更加的簡便快捷高效，當然性價比也是更高。目前常見的傳感器主要有壓電、光學、電化學等生物傳感器，這其中在病原微生物檢測中光學應用最多，并且結合了表面、熒光等技術的光學生物傳感器還可以快速檢測毒素、污染物等，應用十分較廣。

一、生物工程技術的基本特征

生物工程技術也稱生物工程，它是在分子生物學基礎上建立的、為創建新的生物類型或新生物機能的實用技術，是現代生物科學和工程技術相結合的產物。具體而言，生物工程技術包括轉基因植物、動物生物工程技術、農作物的分子育種技術、納米生物工程技術、重要疾病的生物治療等；基因操作技術包括人類功能基因組研究、重要動植物功能基因組研究等；生物信息技術包括生物信息的獲取與開發、加工與利用，以及結構基因組和蛋白質組學研究、藥物篩選、小分子藥物設計等；創新藥物和產業化開發上，將重點建立完善的藥物篩選體系、研制重要藥物品種、實驗室建設、藥物制劑技術等。生物工程技術有五個方面的特征：

1.大科學工程研究方式的出現。20世紀八十年代中期開始的基因組的研究，使得生物工程技術的研究從作坊式轉而進入了大科學的運作方式。基因組研究以人類基因組為代表，其研究對象是一個非常復雜的系統，要在整體上破譯遺傳信息，不可能用以前零敲碎打的方式，而是采用了其他學科的一些運作方式，包括大規模、高通量、信息化的工業運作方式。由于人類基因組計劃對產業的巨大帶動作用，引起實業界濃厚的投資興趣，投資量逐年遞增。

2.精細分析和廣闊綜合的統一。生物工程技術在分子、細胞、組織、器官、整體乃至群體的多層次、全方位研究，以及生物工程技術與數學、物理學、化學、信息科學的前所未有的整合，使得很多生命系統復雜問題的解決出現了可能。

3.科學進步和技術革命互為因果。生物工程技術的每一次突破，都與技術革命相關，科學與技術之間的界限也是越來越模糊了。

4.基礎與應用的結合。生物工程技術與醫學、農學有著不可分割的聯系，是這些應用學科的基礎，也能從應用學科中獲取基礎研究的源頭活水。很多重大社會需求的問題會構成揭示自然規律的一些重大科學工程的出發點，如對艾滋病、腫瘤、人口控制、抗病蟲植物等方面的研究。

5.產業化的速度大大加快。各種生物工程技術的發展，使得生物工程技術基礎研究到實現產業化的距離較之以往大大縮短。

1生物醫學材料的發展歷程

20世紀初，第一次世界大戰以前所使用的材料為第一代生物醫學材料。代表材料有石膏、金屬、橡膠以及棉花等物品。這一代的材料大都已被現代醫學所淘汰。第二代生物醫學材料的發展是建立在醫學、材料科學(尤其是高分子材料學)、生物化學、物理學以及大型物理測試技術發展的基礎上的，研究人員也多由材料學家和醫生來擔任。代表材料有經基磷灰石、磷酸三鈣、聚經基乙酸、聚甲基丙烯酸輕乙基醋、膠原、多膚、纖維蛋白等。這類材料與第一代生物醫學材料一樣，其研究思路仍舊是從改善材料本身的力學性能和生化性能，使其在生理環境下能夠長期地替代生物組織。第三代生物醫學材料川是一類具有促進人體自身修復和再生作用的生物醫學復合材料。它是在生物體內各種細胞組織、生長因子、生長抑素及生長機制的結構和性能的基礎上建立的叫，由具有生理“活性”的組元及控制載體的“非活性”組元構成，有較理想的修復再生效果。它通過材料之間的復合、材料與活細胞的融合、活體組織和人工材料的雜交等手段，賦予材料特異的靶向修復、治療和促進作用，從而使病變組織大部分甚至全部由健康的再生組織取代。骨形態發生蛋白(bonemorphogenetieprotein，BMP)材料是第三代生物醫學材料中的代表。表1列出了近年來生物陶瓷復合材料的發展情況〕。

2生物醫學材料的分類

2.1生物醫學金屬材料(biomedicalmetallicmeterials)

生物醫用金屬材咪斗通常采用合金或欽金，具有很高的機械強度和抗疲勞特性，是臨床應用最廣泛的承力植人材料川，主要有鉆合金(C。一Cr一Ni)、欽合金(Ti一6AI一4V)和不銹鋼的人工關節和人工骨〔7口。鎳欽形狀記憶合金具有形狀記憶特性和智能性，可用于矯形外科、心血管外科等。

2.2生物醫學高分子材料(biomediealpolymer)

生物醫學高分子材料有天然和合成兩種，其中合成高分子材料發展較快。合成的軟性材料常用作人體軟組織(如血管、食道和指關節等)的代用品;合成的硬性材料則用作人工硬腦膜、人工心臟瓣膜的球形閥等;液態的合成材料(如室溫硫化硅橡膠)可作為注人式組織修補材料閣。

1國外大學生物醫學跨學科組織建設與管理

縱觀當今生物醫學領域跨學科組織，公認的跨學科研究和教育的先驅和典范當數美國哈佛大學與麻省理工學院(MIT)合作成立的“哈佛-MIT健康科學技術學部”(TheHarvard-MITDivisionorHealthSciencesandTechnology，HST)，現又稱為懷特健康科學技術學院［2］。HST是哈佛大學和MIT在生物醫藥工程等學科方面進行合作而成立的跨學科組織。哈佛大學充分利用MIT交叉學科的優勢，以通過跨領域合作改善人類健康為研究宗旨，主要在生物醫學成像、生物醫學信息與綜合生物學、再生和機能生物醫學技術等研究領域進行合作。這些領域的合作研究將對生物和健康知識的進步發揮出至關重要的作用。MIT自20世紀60年代進入大規模的跨學科研究時代，如今已擁有70余個跨學科研究中心和研究組織，如雷達研究組織、HST、計算機系統生物學研究所(ComputationalandSystemBiologyInitiative，CSBi)等［3］，并在5個學院內部以及學院之間構成不同形式、不同層次相互交叉的跨學科研究體系，為美國重大戰略性科學和技術的創新和發展做出了巨大的貢獻。其中，2003年成立的CSBi，作為MIT最具代表性的虛擬跨學科組織，是MIT最大的跨學科組織之一，其教育與科研成果在美國乃至全世界都達到了領先地位。CSBi主要通過特定的技術平臺把MIT的三個關鍵學科領域，即生物學、計算機科學和工學三者交叉融合而展開大型跨學科項目合作研究，運用跨學科研究方法對復雜的生物現象進行系統分析與計算機建模，同時培養相關領域跨學科人才。在世界大學跨學科研究領域，美國斯坦福大學“Bio-X”研究中心(又名“Bio-X”跨學科研究計劃)，已經成為跨學科研究的典范，尤其是開啟了生物學交叉學科研究的一個新時代，在生命科學跨學科研究領域已成為一個著名“品牌”［4］。

美國斯坦福大學“Bio-X”研究中心創立于1998年的一個跨學科研究和教育項目，主要涉及生物工程、生物醫學、生物科學三大領域，跨越文理學院、工程學院和醫學院三大學院。其實質就是一個由生命科學與數學、物理、化學、工程學、醫學、計算機科學等學科的多學科交叉研究機構［5］。Bio-X研究中心將基礎、應用和臨床科學中的邊緣研究結合在一起，進行從分子到機體各個層次的生物物理學研究，以實現生物工程、生物醫學、生命科學等領域新的發現和技術創新。發展至今，研究中心已取得包括成功破譯人類遺傳基因密碼，發展觀測人體細胞在人體中如何活動的技術等眾多的開創性成果，使硅谷的這所名牌大學在科學發現和教學方面處于領先地位。在歐洲，英國1990年已設立了包括牛津的分子科學與分子醫學等17個研究中心［6］。2001年，牛津大學和劍橋大學牽頭成立了由英國政府的工程和物理科學研究委員會、生物科學技術研究委員會、醫學研究委員會和國防部共同組成的納米技術跨學科研究伙伴機構(IRC)，開展了前沿生物納米技術方面的研究。德國慕尼黑工業大學(TUM)以工程、自然科學、生命與食品科學、醫學與運動科學等優勢領域，建立了與生命科學、營養和食品科學、生命技術學、生物信息學和醫學等學科的強有力的跨學科合作。

縱觀世界一流大學跨學科組織建設與管理，具有以下共性特點:①政府、學校宏觀政策的支持是跨學科組織發展的保障基石。如美國國家科學院協會2004年發表了《促進交叉學科研究》報告;哈佛大學就曾明文對該校跨學科動議項目的政策扶持作了規定。②組織結構與管理合理，強調多學科組織的強強聯合、優勢互補的組織合作，如MIT與哈佛大學共同合作的“哈佛－MIT健康科學技術學部”。③注重跨學科研究和教育的協同發展，如美國的HST就是主要通過研究影響疾病與保健的基礎原理，開發新的藥物與儀器，致力于培養醫師-科學家，通過跨領域合作改善人類健康。④提供跨學科研究經費，如美國國立衛生研究院(NIH)作為美國聯邦政府最大的生物醫學研究機構，強調對多學科、跨學科和多機構聯合的醫學研究項目的資助，如2007年就給9個科學研究聯合體提供了2．1億美元的研究經費［7］。⑤多樣化的激勵措施，重視獎金發放和提供實踐機會等。

2我國大學生物醫學跨學科組織建設與發展

我國學科交叉研究萌生于20世紀50年代，而80年代初召開“首屆交叉科學學術討論會”，基本就被認定為我國跨學科研究的全面展開。到20世紀90年代，我國大學關于跨學科研究的建制開始引人關注。特別是我國“985”二期工程，為突出重大科學問題和現實問題引導，凝聚了不同學科背景的研究者開展跨學科研究，著力建設了一批創新平臺。目前“985工程”科技創新平臺與基地是我國大學跨學科研究的重要組織形式，其中就包括大批生物學與醫學創新平臺的實體機構。2000年，北京大學成立了生物醫學跨學科研究中心。多年來，該中心將基礎科學、技術應用和臨床科學的前沿研究結合在一起，形成了以單細胞原位實時微納米檢測與表征研究，數字化診療儀器技術研究，醫學信號與圖像分析研究，大氣壓低溫等離子體生物學效應及醫學應用研究等四大主要研究方向，建立了跨學科的實驗室和研究平臺，組織了30余個跨學科研究項目，取得了系列跨學科研究成果［8］。

同時，該中心注重各有關學科優勢互補、相互合作，對來自生命科學、物理化學、基礎醫學等基礎學科，以及來自電子學、計算機技術、生物醫學工程、臨床醫學等眾多應用和工程學科的研究生，開展生物醫學工程跨學科前沿領域的研究和人才培養，形成了新的學科生長點，培養出了具有交叉學科背景的新型人才。2006年，北京大學成立了前沿交叉學科研究院。生物醫學跨學科研究中心至此成為前沿交叉學科研究院的研究中心之一。2010年，基于系統生物學的研究現狀、發展趨勢及其廣闊的應用前景和重大的現實意義，北京大學建立了系統生物醫學研究所。該研究所注重復雜系統的研究和學科交叉，并且與環境因素相結合，主要針對重大疾病，如腫瘤、心腦血管疾病、代謝性疾病等研究領域作為重點和突破點進行系統生物學研究［9］。2004年，清華大學順應跨學科研究趨勢，改革科研體制，通過將分散于全校各院系的有關生命科學、醫學及相關的工程學科統一組織和協調起來，重點支持和建立了包括“清華大學生命科學與醫學研究院”在內的若干研究所(或研究平臺)，加強和促進生命科學與醫學的發展及其與其它工程學科間的交叉合作［10］。