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刍议医学检验中现代分子生物学技术的作用

发布时间:2017-12-26 10:05

  摘要:从近几年分子生物学方法的运用来看,以核酸生化作为基础的新技术成为了当前医学检验的最新方法,在医学检验领域上得到了广泛的应用。笔者在前人相关研究的基础上,结合自己的实际工作经验和认识,谈谈分子生物学中的几个相关技术,希望读者可以加深对此的认识和了解。


  关键词:医学检验;分子生物传感器;分子蛋白组学;分子生物芯片技术


  在基因克隆技术日渐完善和基因测序工作日益完善的背景下,迎来了基因时代。到20世纪末生物学领域中的数理科学应用大大增加,在功能基因组学、环境基因组学和结构基因组学的共同发展的态势下,分子诊断学技术也得到了突破性的进展,为检验医学开拓了更为广阔的发展空间。


  1分子生物传感器的应用


  对于分子生物传感器而言,其主要是通过一定的化学或者生物技术,把诸如蛋白、抗原、抗体、受体、微生物、细胞、酶等生物识别元件固定在换能器上面,在待测物与生物识别元件产生特异性作用后,以换能器作为媒介,将其作用产生后的结果进一步转化为能够检测和输出的光信号和电信号等,再对待测物质进行更全面的定性和定量分析,达到检测分析的要求。在实际工作中,体液中的微量蛋白、核酸和小分子有机物等物质的检测都需要分子生物传感器。生物传感器的存在对于处于手术中和重症监护下的患者来说,具有重要的意义。Skladal等相关学者利用通过寡核苷酸探针修饰过的压电传感器对丙型肝炎病毒进行检测,同时还对其DNA结构转录和聚合酶链式反应的扩增过程进行了实时的监测,而整个检测过程仅仅需要10min,除了监测耗时较短外,该装置还具有可以重复使用的特点[1]。Petricoin等相关学者利用压电传感器对破骨细胞生成抑制因子和几种抗体的相互影响进行了更深入的研究,并从中成功研发出能够迅速检验血清中OPG的压电免疫传感器[2]。Drosten等学者则报道了检测神经递质的酶电报,将电极放置在神经肌肉接点附近可实时测定并记录邻近的神经元去极化后所释放的递质谷氨酸[3]。


  2分子蛋白组学的应用


  对于分子蛋白组学的研究,在相关领域上可以说取得了骄人的成绩,但是也存在相当一部分结论是众说纷纭和互相矛盾。对于一些典型的肿瘤标志物来说,其难以在当前通过表面增强激光解析离子化-飞行时间质谱技术作为代表的蛋白质组学技术来得到充分体现。笔者查阅相关的问题总结出可能存在以下几个方面的问题:首先就是激光解析离子化-飞行时间质谱技术自身存在一定的限制性,具体包括重复性、敏感性和每个峰值蛋白在当前设备下确认所存在的弊端;其次就是要考虑实验设计和对照组是否选择得当,对于某个特定的蛋白组模式所反映的是肿瘤的特异性、代谢紊乱还是炎症反应等都难以得到准确的结论;最后就是对于不同实验室所产生的实验结果,其标本处理存在一定的差异,导致其可比性大为降低,我们在实际工作中,只有重视并有效解决上述问题,激光解析离子化-飞行时间质谱技术在检验医学中才能发挥中应有的作用。


  3分子生物芯片技术的应用


  随着分子生物学的不断发展,人们对于各种不同类型的疾病认识也有加深,传统的医学检验技术显然难以,满足当前医学界上准确、迅速、和低耗的要求。分子生物芯片指的是把大量探针分子固定在支持物上,然后与有所标记的样品进行反应,根据自动化仪器所检测出来的反应信号强度来对样品中靶分子数量进行判断。从病原菌检测的角度来分析,由于相当一部分病毒和细菌的基因组测序已经完成,并且把很多代表着每种微生物的特殊基因集成1张芯片。可以根据反转录来对标本中是否存在病原体基因的表达进行检测,同时还能够检测出其表达的情况,进一步分析病原体对患者感染程度和宿主的具体反应。


  4分子生物纳米技术的应用


  以抗体作为基础技术是生物活性物质检测多种方法中较为重要的一种。免疫分析结合磁性修饰的技术已经在各种生物活性物质和异生质物质检测中得以广泛的应用。其原理是通过把抗原或者特异性抗体固定在纳米刺球表面,并利用放射性同位素、化学发光物质、酶或者是荧光染料等基础物质所产生的检测与过去常用的微量滴定板技术进行比较,则表现出简单、快捷的优点。有相关学者把抗体连接起来的纳米磁性微球与特定的自动检测系统相结合起来,并将其成功地运用在血清中人免疫缺陷病毒1型和2型抗体。除此之外,目前全自动夹心法免疫测定技术已经成功在胰岛素检测中得到运用,当中也涉及到抗体、蛋白纳米磁性微粒复合物和碱性磷酸酶标记二抗。


  作者:藏立群等

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