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摘要:分子生物学是一门新兴边缘学科,是当前生命科学中发展速度最快的学科。它的发展为医学检验科学提供了较好的方法,给人类认识生命现象带来了前所未有的机会。
关键词:分子生物学;医学检验;蛋白质;
分子生物学技术问世于20世纪80年代中期。这种以核酸、蛋白质等生物大分子为研究对象的新技术自发现以来,已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一[1]。分子生物学技术作为检验医学的最新方法,已被检验学科的各领域所应用,检验医学也逐步跨越了新的时代,为其学科提供了新的发展契机。
近年来,分子基因芯片技术、分子蛋白组分析技术等技术都为检验学科提供了新的发展思路,例如遗传学、法医学以及生物学等领域都广泛地运用了分子生物学基因诊断技术。这也是现代医学由细胞水平向分子水平、基因水平发展的重要推动。分子生物学的博大精深,要想在一篇论文里全面进行完全分析介绍是不可能的。笔者根据自己的一些临床经验,从与检验医学相关的技术与发展进行简单的分析介绍:
1 医学检验中常用的分子生物学技术
分子生物学的核心技术是聚合酶链反应(PCR),十几年的应用衍生出了多种新的PCR技术,如原位PCR技术、实时定量PCR技术、NASBA、TAS等。此外,生物芯片技术、序列分析技术以及核酸探究技术等技术都已广泛应用于临床的检验和科研工作中,并极大地完善了检验技术,在临床诊断和治疗中的意义重大[2]。
1.1 聚合酶链式反应(PCR)的应用
PCR是一种体外酶促合成特异DNA片段的方法,是分子生物学中最常用的技术。典型的PCR由①高温变形、②低温退火、③适温延伸三个步骤,作为一个循环周期,多次循环反应,使目的DNA得以迅速扩增。PCR不仅可以用于基因的分离、克隆和核苷酸序列分析等,还可以在突变体和重组体的构建上灵活应用,以及基因表达调控的研究,基因多态性的分析,肿瘤机制的探索,遗传病和传染病的诊断等诸多方面。在其衍生出的新PCR技术(定时定量PCR、原位PCR技术等),与传统的技术相比都具有灵敏度高、操作简单、省时省力等特点[3]。
2 分子生物传感器的应用
分子生物传感器是利用如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜、微生物、细胞等生物物质作为识别元件固定在转化器上,当待测物与生物识别元件发生特异性反应后,将生化反应转通过转化器将所产生的反应结果转变成可定量的物理、化学信号等,从而进行生命物质和化学物质检测和监控。
现代检验医学中,分子生物传感器被广泛的应用于体液微量蛋白、小分子有机物等多种物质的检测,并且成为了临床诊断和病情分析的重要依据。
如能够实现在体内实施监控的分子生物传感器,在病人的手术中或者重症监护中都有很大的帮助。
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3 分子生物芯片技术的应用
目前,传统的医学检验技术已经不能紧跟生物学的发展,达不到微量、快速及全面的要求。生物芯片技术把分子间特异性地相互作用作为原理,将大量探针分子固定于支持物上,通过缩微技术,实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的检测。解决了传统医学检验技术的复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量等不足。
分子生物芯片的技术通过不同的探针阵列和特定的分析方法均会使该技术具有多种不同的应用价值。如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等均为 “后基因组计划” 时期基因功能的研究以及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具,在基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药等个性化方面也同样取得了重大突破[4]。
4 分子生物纳米技术的应用
1991年,在《Unbounding the Future》 一书中,首次提出了 “纳米医学” 的概念。研究表明:利用纳米技术,很容易进入人机体细胞核,并于核内染色体进行组合,具有较高的特异性,不仅克服了目前基因诊断中面临的难题,而且还提高了基因诊断在实验室中得地位。
Van Helden 等将抗体连接的纳米磁性微球与高效率的化学发光免疫测定技术结合而成的自动检测系统,已成功用于血清中人免疫缺陷病毒HIV-1和HIV-2的抗体检测[5]。
5 分子蛋白质组学的应用
就目前而言,在蛋白质功能方面的研究还是极其缺乏的。通过基因组测序,新发现的基因编码蛋白质的功能大部分都是未知的,对于那些已知功能的蛋白,它们的功能大多是根据基因功能类推得出的。因此,就有人预测,在随着多种生物基因组测序的完成,人们的研究重点必将转到蛋白质的功能方面。
6 分子生物学技术在医学检验中的发展趋势
检验医学中的分子生物学技术有两种发展趋势:一是定量PCR,二是PCR的全自动化,如一次性试验卡(将应用扩增与检测融于一体),可很好地解决PCR的污染问题。
纵观现代医学分子生物技术,前景是美好的。分子生物学方面的论文研究占据了一些医学期刊的大部分篇幅,新技术的应用也在不断涌现,并且,其在临床检验中的应用也越来越趋向成熟。
参考文献:
[1]Huang JX,Mehrens D,Wiese R,et al.High-throughput genomic and proteomicanalysis using microarray technology.Clin Chem,2001,47:1912-1916
[2]王海英:《分子生物学技术在医学检验中的应用进展》 .当代医学,
2011,17(6)
[3]Yuregir OO,Sahim FI,Yilmaz Z,et al.Fluorescent in situ hybridization
studies in multiple myeloma[J].Hematology,2009,14(2):90-94
[4]现代分子生物学技术在医学检验中的应用[J]. 李鹏. 临床和实验医学杂志. 2007(03)
[5]李鹏:《现代分子生物学技术在医学检验中的应用》 . 临床和实验医学,2007,6(3)
论文作者:田甜
论文发表刊物:《中国误诊学杂志》2018年第4期
论文发表时间:2018/4/23
标签:分子生物学论文; 技术论文; 医学论文; 基因论文; 分子论文; 生物论文; 蛋白质论文; 《中国误诊学杂志》2018年第4期论文;