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1、纳米科技的发展给生物化学研究带来的变革柯政生物9209122028摘要：在21世纪，生物化学依然有着重大研究潜力，主要研究领域包括生物大分子结构与功能的关系；生物膜的结构与功能；机体自身调控的分子机理；生化技术的创新与发明；功能基因组、蛋白质组、代谢组等；分子育种与分子农业（工厂化农业）；生物净化；生物电子学；生化药物；生物能源的开发等。而研究这些领域需要更先进的仪器，技术，识别，研究方法等，这就与另外一门技术——纳米科技紧密联系，通过纳米手段带来生化研究的新变革。本文主要就纳米材料给生物化学研究带来的新的影响加以介绍关键词
2、：纳米科技生物化学仪器材料识别研究手段前言：纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞、红血球小得多，这就为生物花学研究提供了一个新的研究途径，即利用纳米微粒进行细胞分离、细胞染色及利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部定向治疗等。关于这方面的研究现在处于初始阶段，但却有广阔的应用前景。一.生物化学的研究历史20世纪20年代,微量分析技术导致了维生素、激素和辅酶等的发现。30年代:电子显微镜技术打开了微观世界,使我们能够看到细胞内的结构和生物大分子的内部结构。40年代:层析技术大发展,成为分离生化物质的关键技术。50年代:放射性
3、同位素示踪技术!在50年代有了大的发展,为各种生物化学代谢过程的阐明起了决定性的作用。60年代:各种仪器分析方法用于生物化学研究,取得了很大的发展,如HPLC技术、红外、紫外、圆二色等光谱技术、NMR核磁共振技术等。70年代:基因工程技术取得了突破性的进展,与此同时,各种仪器分析手段进一步发展,制成了DNA序列测定仪、DNA合成仪。高效毛细管电泳技术(HPCE),由于其高效、快速、经济,尤其适用于生物大分子的分析,因此受到生命科学、医学和化学等学科的科学工作者的极大重视,发展极为迅速,是生化实验技术和仪器分析领域的重大突破,
4、意义深远。现今,由于HPCE技术的异军突起,HPLC技术的发展重点己转到制备和下游技术。单克隆抗体技术的发明,完善了极微量蛋白质的检测技术。PCR技术(Poly?meraseChainReaction)即聚合酶链式反应的DNA扩增技术,对于生物化学的研究工作具有划时代的意义。纵观生物化学的研究历程，我们不难发现，仪器，技术，研究方法，检测方式等对生物化学研究的重要性。在21世纪，生物化学依然有着重大研究潜力，主要研究领域包括生物大分子结构与功能的关系；生物膜的结构与功能；机体自身调控的分子机理；生化技术的创新与发明；功能基因
5、组、蛋白质组、代谢组等；分子育种与分子农业（工厂化农业）；生物净化；生物电子学；生化药物；生物能源的开发等。而研究这些领域需要更先进的仪器，技术，识别方式，研究方法等，这就与另外一门技术——纳米科技紧密联系，通过纳米手段带来生化研究的新变革。二.纳米技术的影响纳米科技所带来的影响主要包括以下4个方面2.1仪器随着生命科学的迅速发展,人们对生命现象的观察和研究已深入到单细胞、单分子和核酸的单个碱基这样的层次,迫切需要在更加微观的尺度上原位、活体、实时地获取相关生物化学信息,许多传统的、常规的生物化学仪器面临极大的挑战。解决这个
6、问题的一种方式就是把化学生物传感器更加微型化。纳米生物探针就是一个典型例子，由于其独特的光学性质可望用于各种细胞与组织的实时跟踪和识别、ＤＮＡ原位杂交、生物分子的相互作用等研究，以及用于对癌症、心血管等疾病的早期诊断等医学应用2.2识别微观下对组织或分子进行研究，必不可少的就是标示，古老的同位素标示技术越来越难以适应未来的纳米级发展，因此，众多识别方式应运而生，例如纳米生物标签，利用不同抗体对细胞内各种器官和骨骼组织的敏感程度和亲和力的显著差异,选择抗体种类，将纳米金粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,制备成多种纳米金/抗
7、体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组合“贴上”了不同颜色的标签,因而为提高细胞内组织的分辨率提供了一种急需的染色技术。2.3材料纳米科技作为材料学的分支，最重要的贡献就在于新型材料的发展，在纳米科技的帮助下，有更多的纳米材料可以用来辅助生物化学的研究，使生物化学在微观下也变得可调控，这样的材料有很多，这里举两例描述。纳米管阳离子二肽在中性条件下可以自组装成纳米管，通过改变自组装体系的浓度，纳米管能进
8、一步转化为囊泡，利用此转变过程可将寡核苷酸(ss-DNA)通过细胞的吞噬作用携入细胞内，从而实现外缘物质的胞内输送。磁性纳米颗粒磁性纳米颗粒是一类具有可控尺寸、能够外部操控并可用于核磁共振成像(MRI)造影的材料。这使得该类纳米颗粒能够被广泛应用于生物化学领域，包括蛋白质提纯、药物传输和医
