英雄联盟亚索符文s7:请列举20个生物技术名词

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/04/29 17:55:18

1.细胞工程:对细胞培养的工程,就是细胞工程。我们的人体是由1013的细胞组成的,在操作细胞的过程中,如将人体细胞取出体外进行培养,这就是细胞工程的一个技术。在植物中也是这样,我们希望它产生中药,便把植物的树根或叶片进行培养。

2.酶工程:比如在牛肉中加入蛋白酶,这属于食品工业,酶工程在大的食品工业发酵中利用很广。

3.发酵工程:这项技术的表达很模糊,因此许多人一直借此来把自己的产品说是来自生物技术,这是对的。我们可以把生产啤酒、酱油说成是生物技术,但这是早期的技术。而现在很多口服液就是发酵技术的产品,所以用的名词就是生物技术。

4.基因工程:实际上,我们现在所说的大量的生物技术指的就是基因工程。如果知道这个名词,可能就会区分什么是现在谈的生物技术,什么是生物工程,而现在谈的生物工程主要是指基因工程。

5.蛋白质工程:蛋白质工程是第二代的基因工程,在基因工程的基础上,进行蛋白质的改造。
纳米生物技术是工程学和分子生物学的融合,它的出现导致了一类崭新的用于生物和化学分析的多功能设备和系统的诞生,这些设备和系统在具备更高的灵敏度和特异性的同时,识别速率也变得更快。

纳米生物技术作为一个新创造的名词,描绘了一个融合的结果,这一融合发生在工程学和分子生物学这两个原本并存但是相距甚远的世界之间。在过去的60年间,工程师们已经使装配式结构的尺寸日益微型化,以创造更高密度的电子芯片。如果能将这些学科有机的结合起来,将诞生一类在灵敏度、特异性以及识别效率上都优越于现有的各种方法,能够用于生物及化学分析的全新的多功能设备和系统。

目前纳米技术已经体现出一些优势,纳米生物技术在分离、测序以及检测等方面也浮现出可观的应用价值,纳米材料如碳纳米管和量子点等都在开发过程中取得不少的进展,尤其是纳米材料在分子识别中的应用特别重要,本文我们试图描绘这些新兴技术在未来发展的轮廓,根据它们现有的潜力推测它们在生物分析中的应用。

分子检测

分子检测领域的改革有如下一些目标。首先最显著的是,目前它通常关注于:①不再使用印刷在固体表面的不可变的识别位点进行分析,通过可重组配置的分析,逐步开发具有高度多元性的分子识别技术;②通过电化学或者电子测量法,开发用于登记和定量某一种特定结合事件的新技术,不需要使用标记为最佳。为了达到这些艰巨的目标,纳米工具中的纳米隧道、纳米孔、量子点、纳米管、纳米导线以及纳米电容等,作为可能的技术解决手段已经显现出了越来越重要的意义和价值。

多元分子标记:

量子点,纳米杆和纳米棱镜

对于同一样品中多种未知分子(如不同的DNA片段或蛋白质)进行多元标记,以及之后在流式系统中进行的标记对标记的识别,对于在平面固定阵列中监控某一特定的结合事件,以及根据位置进行的单色检测,提供了一个诱人的选择。基于量子点、金属以及玻璃的条码技术,高度多元化标记从诸多其他技术中发展起来了。与标准的荧光基团标记相比,使用量子点标记分子体现了若干优势之处。量子点的吸收光谱(如由CdSe核心和ZnS外壳构成的胶质无机半导体纳米晶体)范围非常宽,从紫外光区直到可见光区域。它在可见光区的吸收光谱的范围取决于颗粒的大小(尺寸越大可以吸收的可见光波长越长)以及它的核心的组成。散射光则局限于一个很窄的区段(一般最大强度的宽度为20~40nm),区域中心位置的波长取决于颗粒的大小。量子点能够被单一波长的光激发,产生多色光并仅伴随很少的光致漂白。根据散色光的颜色、强度以及光谱宽度之间的细微差别,可以区分为数千种不同的标记信号。Nie的研究小组已经开发了具有构建植入式量子点的复杂材料微珠,并声称它理论上的多元化标记容量达到了100万种。量子点信号可以通过光学方法识别,但Wang在近期展示了它们也能够用于在电化学检测方案中进行编码。

量子点的核心或外壳形式可以通过结合一层键合相硅胶或者连接剂,如巯基酸,二氢硫辛酸,或经过修饰的多聚丙烯酸,而被赋予水溶性,从而可以与大分子和配基结合。已经有人成功的将量子点生物结合于被标记细胞和细胞内大分子组分上,从而攻克了早期的一些技术难题,例如制造的可重复性,在溶液中的熄灭,以及在生活细胞中使用时的吸附性和细胞毒性。关于量子点,还存在其它一些必需解决的问题,包括在有限的细胞区间内,或者在多组分的分子复合物中,它们如何接近靶位点;它们在使用荧光寿命或者荧光共振能量传递测量分子缔合和构象中的运用;以及多光子技术。

对于科学界传来的好消息是,这些令人期待的试剂终于研制成熟,并已经可以通过商业渠道购买,而可选择性的量子点核心及外壳的引入加速了该过程的实现。我们也期待关于高通量筛选,高度多元化的生物分析,以及量子点在其它方面的应用等种种设想能够早日成为现实。

当量子点技术逐渐成熟之时,对应于这种类型的标记,另一项纳米技术的发展也以挑战者的姿态逐渐浮现在公众面前。如带有条码刻度的多金属纳米杆,能够通过反射率测量仪器进行识别,目前就已经经过了验证。通过平版印刷程序制造出来的纳米杆,再将不同的金属条带(条形码)使用电镀法沉积到氧化铝(AiyOg)膜的孔洞中。后继的读码过程是通过一种光学显微镜。这种纳米杆标记能够与光学标记同时进行,因为二者之间并无相互干扰之嫌,从而更进一步的增加了多元化的容量。

标记物多元化的另一个迷人之处源于纳米颗粒形状的多样性。这一领域一个早期的例子是用银编织而成的纳米棱镜(棱边长100nm)。这种形状的纳米颗粒与光的相互作用和普通的球形颗粒不同,因此会显示出不同的颜色。这一差异提供了多元化分析的基础,因为虽然作为标记的纳米颗粒都是使用同一种材料制成的,但是识别的依据是它们所具有的特殊形状,而达到各自不同的独特的光学信号。

改进检测灵敏度:

纳米管及纳米管矩阵的使用

改进识别DNA杂交事件的灵敏度的潜力很可能将来源于使用基于碳纳米管(CNTs)技术的纳米尺寸电极。Li等发展了DNA微阵列分析技术,使用聚合多重壁碳纳米管(MW-CNTs),在氮化硅模板上经过控制密度的生长形成矩阵,从而构建感应垫块。纳米管上端(开放的)用作纳米电极,通过结合ssDNA(单链DNA)探针功能化。目标DNA能够与结合在电导CNTs中的ssDNA探针发生杂交,从而通过基于鸟氨酸氧化反应的电化学方法检测出来。作者证实了该方法在attomole(10-18摩尔)浓度范围内具有超高的检测灵敏度,并且在降低电极大小的同时理想地降低了信号噪声比(S:N)。在维持这一改善后的理想信号噪声比比值的条件下,为了保证可检测的信号水平,在每一个感应垫上都沉淀了成组的CNTs。

在电化学检测实验中,Wang和Musameh使用的合成电极是将CNTs散布在聚四氟乙烯的矩阵中。这一合成材料结合了CNTs和大型合成电极的优势,具有加速电子传递和最小化安培计生物检测葡萄糖和乙醇时的表面污染的特点。

CNTs也能够在流程基础分析中作为狭窄管道。Ito研发的Coulter计数芯片包括含有单MW-CNT隧道的单层膜。这层膜的制备是通过将包含单个MW-CNT隧道的环氧基团,固定在多聚二甲基硅烷(PDMS)支持结构上,从而允许测量以羧基为末端的聚苯乙烯纳米颗粒的大小和表面电荷数。这一测量方法可以运用于大小位于60~100nm之间的颗粒,并具有高的信号噪声比比值。

CNTs在原子能显微镜(AFM)中也被用来完成DNA片段的高解析度成像。Lieber的研究小组设计了特殊的寡核苷酸探针,使它们在满足特定的杂交条件下,仅仅与完全互补的ssDNA片段结合。即使仅有单个碱基的错配,探针也不能结合。然后,他们使用单壁CNTs完成了对不同的标记的高解析度的,多元化的检测。

纳米管技术必须面对的挑战之一便是必须要始终位于这一发展迅速的领域的潮头。纳米管的结构和性质变化多样,主要包括单壁和多壁两大类群。从碳纳米管的独立发现开始,它已经逐步的形成了一个羽翼丰满的领域,纳米管的制作材料也拓展到了广阔的范畴,包括氮化硼(BN),氮化镓(GaN),碳化硼(BC)以及有机多聚物。进一步扩充纳米管的多样性还可以通过功能化,连接不同类型的分子以及在纳米管内填充其它分子(如将CNTs内填充酶标,或者使用填充的CNT作为抗体的标记)。纳米管如此多种多样的类型必将为纳米生物科技工具提供巨大的潜能,就像目前的应用中已经显露出来的令人过目难忘的多样性一样。

纳米诊断学

在诊断学的所有领域中一个至关重要的能力便是能够同时分析多个核苷酸序列,并且快速而精确的寻找其中的突变。一些研究提示我们,以纳米颗粒为基础的技术能够灵敏的检测出DNA序列中的突变。早期的研究证明了,将与靶DNA互补的寡核苷酸连接到金纳米颗粒上,通过等位基因特异性的寡核苷酸杂交方法,可以完成基于阵列分析的DNA识别。检测手段是银增效法,将银沉积在纳米颗粒的表面,使扫描仪能够检测出金纳米颗粒在阵列中所处的位置。在银增效法之后,染料通过与寡聚核苷酸的连接从而吸附到纳米颗粒表面,使用表面增益的Raman光谱(SEES)也可以进行检测。吸附的染料不同,Raman光谱也会有显著的差异,表明可以在同一次阵列登记中同时对两种不同的等位基因进行分型。但是目前这一领域还需要投入更多的研究工作,深入的发掘它在高序列复杂性的基因组基因突变的多元化分析中所具有的全部潜力。

基于比较蛋白质的目标检测(从attomolar到femtomolar水平)也同样得以实现了。通过使用包被有PSA单克隆抗体的磁性微粒,一种纳米颗粒偶联寡核苷酸的生物条形码分析被用来检测游离的前列腺特异性抗原(PSA)。PSA被磁性微粒捕捉,并与包被着PSA多克隆抗体和条码DNA混合物的金纳米颗粒反应。形成的PSA三明治式复合物经过磁力捕捉,并释放其上的DNA条形码。条形码DNA退火结合互补链之后通过阵列检测,检测时使用的互补寡核苷酸是结合在金纳米颗粒上的。在阵列检测之前,还进行一次中介的PCR信号放大反应,从而将PSA检测下限从30attomolar降低到3attomolar。检测下限比现有的传统免疫检测PSA的方法低6个数量级,但是这种分析是多步骤进行的,耗时长,并且在临床上并不需要达到这样高的灵敏度水平。但是它也证实了这一类型的分析技术所蕴藏的巨大潜力,提示它对于正在进行中的蛋白组学研究中常涉及到的那些新出现的、低丰度蛋白质的研究具有重要价值。

无标记检测:纳米电容,纳米孔,纳米隧道和纳米机械

大部分的分子鉴别技术都依赖于结合事件,以及后继的对于结合过程所涉及到的分子所带有的各种光学的、电化学的或者磁性标记的甄别过程。对于这种类型的方法,一个诱人的改进方案在于,设法舍去标记步骤,取而代之检测在结合之后被分析对象本身内在属性的改变,或者分子聚合形式的变化。

Lee的研究小组使用硅平板印刷技术研发了一种纳米间隙的电容(50nm的电极距离)。ssDNA探针固定在电极的表面。ssDNA探针与它杂交结合目标链之后形成的dsDNA的介电性能是不同的,因此通过这些纳米间隙的电容能够用电容测量法区分二者。这一方法的一个直接的应用前景便是,使用由电容组成的大型二维阵列对于处于同一个样本中的核酸,能够同步进行电容性的,无标记测量。

微机械硅质旋臂上纳米机械学上的偏差,也被用于识别某些分子事件的发生,例如DNA杂交化和蛋白质结合。对于识别DNA杂交,ssDNA被固定在旋臂的表面,然后再加入目标ssDNA。旋臂的作用类似于微缩的“天平”,它的偏移与杂交上去的目标DNA的总量是成比例关系的。这一微小的偏移是通过光学检测手段来测量的。将该方法扩展到多元化识别,以及抑制非特异性结合,仍然还是充满挑战性的课题,但是,这一方法本身就巧妙的证明了如何有机的结合利用复杂的显微制造技术以及分析方法。

纳米孔设备已经被设定为用于质疑流程系统中微粒上的、无标签的免疫分析。Sohn的研究小组使用Coulter技术原理根据颗粒的“电子签名”来测量颗粒大小,“签名”来自于当颗粒通过一个显微制造的PDMS孔时的表现。倘若固定在颗粒表面的抗原上有抗体结合,复合物的直径大小就被改变了,因此能够使这些纳米孔芯片检测出来。

对ssDNA片段的测序则被提议应该通过将基于电泳转移DNA链的方法,使DNA链通过在氮化硅膜上制造的单孔,或者通过磷脂双分子层上形成的溶血孔。在两个实例中,孔洞的直径都应小于10nm。通过测量穿越孔洞的瞬间,证实了单个的多聚核苷酸在穿越孔洞的过程中表现出了独一无二的“签名式”的信号,这一发现可能将最终导致一种低成本,快速而且直接的DNA序列分析方法的诞生。目前正处于研究阶段中还有纳米隧道,它可以伸展DNA分子,使DNA测序的步骤得以简化。对使用纳米孔技术测序速率的评估结果,从保守估计的每秒1,000bp到最优化时的每秒1万bp,大大超越了目前使用传统测序仪每天3万bp的测序能力。但是纳米孔技术仍然存在一个问题需要解决,即它对于不同信号的区分仅仅基于序列间差异,要达到区分单个核苷酸的水平还必须要对技术进行进一步的精制。
还有转基因食品、克隆、基因治疗。
够了吧。

1.微生物培养与发酵工程
2.酶工程
3.基因工程
4.细胞工程
大的方向就四个...20个找不到哈..