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医学检验中分子生物学技术的作用

来源:职称阁分类:医学论文 时间:2019-07-15 10:23热度:

  这篇论文主要介绍的是医学检验中分子生物学技术的作用的内容,本文作者就是通过对分子生物学技术起到的作用做出详细的阐述与介绍,特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

医学检验中分子生物学技术的作用

  关键词:分子生物学技术;医学检验;应用

  分子生物学即以核酸、蛋白质等作为研究对象的一门学科。1953年由沃森(Watson)与克里克(Crick)提出DNA双螺旋结构模型,而在该时期分子生物学技术(MMBT)正式进入公众视野,开始受到关注,这使得一直都无突破性发展的传统生物学有了新的希望,也正式迈进分子生物学时代,拓宽了遗传研究领域,促其逐渐延伸至分子层次,这为认识生命遗传信息供给了更多可能性,也推动了血液学、微生物学、细胞学与生物化学等其他学科的发展。总体来讲,现代分子生物学技术的应用利于现代医学(如分子遗传学、基因克隆技术与细胞生物学等)的发展,在医学领域中的重视度逐渐提升,二者相辅相成,彼此促进。本文阐述了分子生物学技术在医学检验中的应用。

  1PCR技术在医学检验中的应用

  聚合酶链式反应(PCR)又称多聚酶链反应或无细胞克隆技术,是一种于生物体细胞外经酶促合成特异DNA或DNA片段的技术[1]。PCR技术是由高温变性、低温退火与适温延伸三大环节多次循环构成,主要是受到特异耐热的TaqDNA聚合酶的催化而形成的DNA聚合酶催化反应。现今,全球依靠PCR技术进行感染性疾病诊断的人数达到几千万。1995年、1998年里美国临床检验标准委员会与国际临床化学学会前后颁布了关于分子扩增应用于临床诊断的质量评估文件等准则,充分凸显了PCR技术在医学检验领域的受重视程度。现如今,PCR在免疫学、微生物学、食品检测、肿瘤学、遗传学等多领域均得到了应用,而在医学检验中的应用不但可使样品检测的可靠性与准确性得到保证,还可达到节省人力、物力与财力的目的,社会与经济效益较高,值得推广应用[2]。传统培养检测、免疫测定技术存在诸多不足,随着PCR技术的进步与完善,现已发展至实时荧光定量PCR技术、实时定量PCR技术、连接酶链反应(LCR)等,这些新技术灵敏度更高、特异性更强,将在医学检验领域发挥更大作用。

  2分子生物遗传器在医学检验中的应用

  分子生物传感器是把传感技术和分子生物诊断技术彼此结合的一门新技术。分子生物传感器即借助一定的生物或化学的固定技术,把生物识别元件(细胞、酶、微生物、蛋白、抗原等)固定于换能器,在待测物和生物识别元件出现特异性反应后,经换能器把出现的反应结果转化成能输出、检测的电信号与光信号等,进而对待测物质作定量与定性分析,实现快捷准确检测。分子生物传感器被应用于检测小分子有机物、核酸、体液内微量蛋白等各类物质[3]。如某学者将某受检者体液抽出作为标本[4],对标本微量蛋白或小分子有机物质展开研究,该学者把这些标本和分子生物传感器接触,标本展现出的特异性与其他物质存在差异,这些均可为临床病情诊断与评估提供依据。近两年,高精密度生物传感器技术的应用将临床病原微生物检测的研究推向了新高度。目前应用较多的生物传感器类型有压电生物传感器、光学生物传感器与电化学生物传感器,而光学生物传感器在病原微生物检测中的应用研究更深入,而以表面与荧光等离激元为主的光学生物传感器因灵敏性与选择性较强,能快速检测毒素、污染物、病原菌等,故而在生物分析领域应用较广。

  3分子生物芯片技术在医学检验中的应用

  生物芯片技术是集化学、微电子学、计算机科学、生物学等多学科为一体的高度交叉的新技术,有一定的研究价值,产业化发展前景可观。现今,生物芯片技术通过十多年发展研究已日趋完善,自动化程度高、操作简单方便,为“后基因组计划”时期基因功能研究与现代一些科学与医学诊断学发展供给了有力工具[5]。在人类基因组计划(HCP)完成之际,蛋白质计划也成功启动,蛋白序列、基因序列数据与功能数据增长速度非常快,传统生物技术的应用已和这种数据倍增的现状不匹配,生命科学的研究对生物技术的要求更高,在这一背景下生物芯片技术应运而生。生物芯片概念界定出自计算机芯片却和计算机芯片存在差异,从狭义视角来对生物芯片进行阐述即微阵列芯片,具体涉及蛋白质微阵列、cDNA微阵列、小分子化合物微阵列与寡核有酸微阵列。分析的基本单位即在某一尺寸的基片(如塑料、硅片等)表层且以点阵形式固定的一系列可寻址的识别分子,点阵里所有点均可看成一个传感器的探头。芯片表层固定的分子于某方面来讲和被检测物发生反应,结果借助酶标法、化学荧光法得到显示,后用扫描仪等仪器记录,再依靠专业计算机软件展开分析[6]。从广义视角来对生物芯片进行阐述即对生物成分或生物分子展开快速且给予分析与处理的厘米见方的固体薄型器件。生物芯片信息量大、操作便利,操作快速简单、试剂用量小等特征,在科学研究、临床诊断与流行病学筛查中均发挥了作用,生物芯片的出现还为人类供给了高效率、高通量肿瘤学研究方法。生物芯片技术在临床医学检验领域中进行细菌/病毒、遗传性疾病、自身免疫性疾病的免疫标志物的检测以及肿瘤免疫标志物的单一检测与联检等,应用前景可观。相较于欧洲发达国家,分子生物芯片技术在我国的应用时间不长。由《2017—2022年中国生物芯片市场评估及投资前景预测报告》数据结果得知,2008—2015年间我国生物芯片技术市场规模呈现出持续扩大的趋势(见图1)。而生物芯片最早是源于DNA杂交探针技术和半导体工业技术的结合,故而也被称为蛋白芯片或基因芯片[7]。分子生物芯片技术的应用主要结合分子间特异性彼此作用的原理,把多领域不连续的分析过程,特别是生命科学不连续分析过程依靠硅芯片或玻璃芯片表层的微型生物化学分析系统来实现基因、细胞与蛋白质等组分信息的准确获得,为临床诊断和治疗提供信息。现今,分子生物芯片技术的发展让人类对疾病的认知程度更高,这也属于传统医学不能跟上现代高端医学检验步调的表现,更加证明了分子生物芯片技术的应用价值,不过也需结合时代变化与技术改革方向进行更替换代,唯有如此方可使分子生物芯片技术更加完善,在医学检验领域长期发挥作用。

  4分子生物纳米技术在医学检验中的应用

  分子生物纳米技术是现今国内外生物技术领域研究的热点课题,在临床医学与卫生领域极具应用价值,虽现今各个生命科学领域检测技术已较成熟,但并非所有检测方法的结果均准确无误,而哪种检测技术的准确度更高,那么该技术的应用价值就更大,这属于分子生物纳米技术的独特优势。对分子生物纳米技术来讲,具体涉及纳米电子学、纳米材料、纳米药物学、纳米动力学[8]。现今分子生物纳米技术能够依靠自组装法达到于细胞中置放符合要求的零件或组件实现新材料构建的目的,这推动了现代医学发展之际,对现代医学检验的研究而言也属于一项新突破。

  5分子蛋白组学在医学检验中的应用

  蛋白组学是基因组学后的另一组学,呈现出快速发展态势,它可对蛋白层面表达情况给予全面考察,从而获得各类因子、蛋白等多方面的信息,并对相关机制展开全面研究。现今医疗工作的开展中医疗观念已逐渐由传统被动治疗过渡至主动预防与诊治,尤其是个体化医学的产生与渐入主流,生物标志物研究与开发备受关注,成为临床与制造领域中的研究热点。人类基因组与无数病原体测序均为蛋白组学研究奠定了基础,为蛋白组学的开发与研究供给基因序列编码框架,提高了学者们致力于应用蛋白组学进行疾病研究的进程,发现新的早期诊断与监测的生物标志物等领域的研究热情[9]。虽癌基因的发现与临床应用在分子水平上理解疾病的发生发展中取得了极大进步,不过疾病病因、早期诊断与治疗等方面仍有缺陷。和其他方法相比,分子蛋白组学在发展肿瘤早期检测、新生物标志发现与研究中的应用价值更高,可达到指导疾病治疗的作用。在后续研究中,蛋白组学技术若能配合其他先进技术,提高敏感度,降低样品检测要求,必将在疾病诊断与治疗中得到更大程度的应用。

  6存在问题和发展前景

  分子生物学技术作为医学检验中的诊疗手段之一,仍存在技术繁杂、仪器要求高、药品与反应盒贵等问题,影响其在临床的推广应用。具体表现为:(1)检验项目的不合理选择。分子生物学方法灵敏性与特异性均较强,但临床却未结合实际进行经济合理检验项目选择;(2)疾病诊断对检验结果过于依赖。临床在疾病诊断中需结合临床资料展开综合分析,不可过于看重分子生物学技术检测结果,而将标本取样与检验期间不规范操作等因素引起的假阴性与假阳性进行忽略,最终因诊断错误而错过最佳治疗期。故而在今后研究中需对以上问题引起重视,注重实验投入的控制,进行操作流程简化,尽力实现实验过程全自动化目标,避免因人为因素而使检验结果准确度受影响,通过对各项先进分子生物学技术的改进与完善,促检验敏感性与特异性提高,为临床疾病治疗供给参考依据。

  作者:夏晓培 赵静 单位:许昌职业技术学院

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文章名称:医学检验中分子生物学技术的作用

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