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1、生物技术前沿结课论文班级：姓名：学号：摘要：生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技GM的重要推动力量。 关键字：靶标发现技术 新一代工业生物技术 生物芯片 生物柴油干细胞国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》(以下简称《纲要》)中提出了五项生物技术作为未来15年我国前沿技术的重点研究领域。这五项生物前沿技术分别是： 一、靶标发现技术。靶标的发现对发展创新药物、生物诊断和生物治疗技术具有重要意义。重点研究生理和病理过程中关键基因功能及其调控网络的规模化识别，突破疾病相关基因的功能识别、表达调控及靶标筛查和确证技术，“从基因到
2、药物”的新药创制技术。 二、动植物品种与药物分子设计技术。动植物品种与药物分子设计是基于生物大分子三维结构的分子对接、分子模拟以及分子设计技术。重点研究蛋白质与细胞动态过程生物信息分析、整合、模拟技术，动植物品种与药物虚拟设计技术，动植物品种生长与药物代谢工程模拟技术，计算机辅助组合化合物库设计、合成和筛选等技术。三、基因操作和蛋白质工程技术。基因操作技术是基因资源利用的关键技术。蛋白质工程是高效利用基因产物的重要途径。重点研究基因的高效表达及其调控技术、染色体结构与定位整合技术、编码蛋白基因的人工设计与改造技术、蛋白质肽链的修饰及改构技术、蛋白质结构解析技术、蛋
3、白质规模化分离纯化技术。 四、基于干细胞的人体组织工程技术。干细胞技术可在体外培养干细胞，定向诱导分化为各种组织细胞供临床所需，也可在体外构建出人体器官，用于替代与修复性治疗。重点研究治疗性克隆技术，干细胞体外建系和定向诱导技术，人体结构组织体外构建与规模化生产技术，人体多细胞复杂结构组织构建与缺损修复技术和生物制造技术。 五、新一代工业生物技术。生物催化和生物转化是新一代工业生物技术的主体。重点研究功能菌株大规模筛选技术，生物催化剂定向改造技术，规模化工业生产的生物催化技术系统，清洁转化介质创制技术及工业化成套转化技术。有关专家指出，基因组学和蛋白质组学研究正
4、在引领生物技术向系统化研究方向发展，基因组序列测定与基因结构分析已转向功能基因组研究以及功能基因的发现和应用；药物及动植物品种的分子定向设计与构建已成为种质和药物研究的重要方向；生物芯片、干细胞和组织工程等前沿技术研究与应用，孕育着诊断、治疗及再生医学的重大突破。我国必须在功能基因组、蛋白质组、干细胞与治疗性克隆、组织工程、生物催化与转化技术等方面取得关键性突破。生物芯片细胞芯片技术是以活细胞作为研究对象的一种生物芯片技术。它是适应后基因组时代人类对生命科学探索的要求而产生的。作为细胞研究领域的一种新技术, 其既保持传统的细胞研究方法的优点如原位检测等, 又满足了高
5、通量获取活细胞信息等方面的要求。本文中扼要介绍细胞芯片的概念以及几种已报道的细胞芯片, 并对细胞免疫芯片进行了简述。生物芯片技术系指先将大量探针分子固定于支持物上, 然后与标记的样品分子进行杂交, 通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息, 以实现对细胞、 蛋白质、 基因及其他生物组分的准确、 快速、 大信息量的检测。细胞作为生物有机体结构和功能的基本单位, 其生物学功能容量巨大。利用生物芯片技术研究细胞, 在细胞的代谢机制、 细胞内生物电化学信号识别传导机制、 细胞内各种复合组件控制以及细胞内环境的稳定等方面, 都具有其它传统方法无法比拟
6、的优越性。目前, 细胞芯片在国内外已有报道, 一般指的是充分运用显微技术或纳米技术, 利用一系列几何学、 力学、 电磁学等原理, 在芯片上完成对细胞的捕获、 固定、 平衡、 运输、 刺激及培养等精确控制, 并通过微型化的化学分析方法, 实现对细胞样品的高通量、 多参数、 连续原位信号检测和细胞组分的理化分析等研究目的。新型的细胞芯片应满足以下3个方面的功能: ①在芯片上实现对细胞的精确控制与运输; ②在芯片上完成对细胞的特征化修饰; ③在芯片上实现细胞与内外环境的交流和联系。基于细胞芯片的研究分析是一种具有较高通量的技术, 以细胞作为实验平台的细胞芯片至少具有
7、以下3个方面的特点: ①在芯片上实现对活细胞的原位监测, 可以多参数高通量的直接获得与细胞相关的大量功能信息（即关于细胞对各种刺激的应答信息）, 这是细胞芯片最重要的特点; ②通过活细胞分析, 获得细胞相关的分析信息（主要是关于各种刺激物的数量、 质量等相关方面的信息）; ③利用显微技术和纳米技术能精确的控制细胞内的生物化学环境, 以细胞作为化学反应的纳米反应器, 便于详细的研究揭示细胞内一系列过程和原理的本质。细胞芯片是近年来发展起来的一种检测细胞的新技术, 它是对基因芯片和蛋白质芯片技术的重要补充。随着生物芯片技术和生物信息学的不断进展, 细胞芯片的制作技术
