生物特異分子識別在醫學有什麼應用

2021-05-04 07:53:54 字數 2036 閱讀 9116

1樓:匿名使用者

生物特異分子識別包含2方面的含義,一是dna即基因方面的識別,而是蛋白質方面的識別。在醫學檢驗方面的應用主要有:

1. 分子生物感測器在醫學檢驗中的應用

分子生物感測器是利用一定的生物或化學的固定技術,將生物識別元件(酶、抗體、抗原、蛋白、核酸、受體、細胞、微生物、動植物組織等)固定在換能器上,當待測物與生物識別元件發生特異性反應後,通過換能器將所產生的反應結果轉變為可以輸出、檢測的電訊號和光訊號等,以此對待測物質進行定性和定量分析,從而達到檢測分析的目的。

分子生物感測器可以廣泛地應用於對體液中的微量蛋白、小分子有機物、核酸等多種物質的檢測。在現代醫學檢驗中,這些專案是臨床診斷和病情分析的重要依據。能夠在體內實時監控的生物感測器對於手術中和重症監護的病人很有幫助。

skladal等用經過寡核苷酸探針修飾的壓電感測器檢測血清中的丙型肝炎病毒(hcv)並實時監測其dna的結構轉錄和聚合酶鏈式反應(pcr)擴增過程,完成整個監測過程僅需10 min且裝置可重複使用。

petricoin等用壓電感測器研究了破骨細胞生成抑制因子(opg)和幾種相應抗體的相互作用,研發出可快速檢驗血清中opg的壓電免疫感測器。

dro-sten等報道了檢測神經遞質的酶電報,將電極放置在神經肌肉接點附近可實時測定並記錄鄰近的神經元去極化後所釋放的遞質穀氨酸。

2.分子生物晶片技術在醫學檢驗中的應用

隨著分子生物學的發展及人們對疾病過程的認識加深,傳統的醫學檢驗技術已不能完全適應微量、快速、準確、全面的要求。

所謂的生物晶片是指將大量探針分子固定於支援物上(通常支援物上的一個點代表一種分子探針),並與標記的樣品雜交或反應,通過自動化儀器檢測雜交或反應訊號的強度而判斷樣品中靶分子的數量。

在檢測病原菌方面,由於大部分細菌、病毒的基因組測序已完成,將許多代表每種微生物的特殊基因製成1張晶片。通過反轉錄可檢測標本中的有無病原體基因的表達及表達的情況,以判斷病人感染病原及感染的程序、宿主的反應。由於p53抑癌基因在多數腫瘤中均發生突變,因此其是重要的腫瘤診斷靶基因。

nam等人將矽基質上合成的寡核苷酸晶片用於血清樣品中的丙型肝炎病毒分型。

2.分子生物奈米技術在醫學檢驗中的應用生物活性物質的檢測有很多種方法,其中,以抗體為基礎的技術尤其重要。免疫分析加上磁性修飾已成功地用於各種生物活性物質和異生質(如藥物、致癌物等)的檢測。

將特異性抗體或抗原固定到奈米磁球表面,並以酶、放射性同位素、熒光染料或化學發光物質為基礎所產生的檢測與傳統微量滴定板技術相比具有簡單、快速和靈敏的特點。

van helden等將抗體連線的奈米磁性微球與高效率、快速的化學發光免疫測定技術相結合的自動檢測系統,則成功地用於血清中人免疫缺陷病毒1型和2型(hiv-1和hiv-2)抗體的檢測。另外,用於人胰島素檢測的全自動夾心法免疫測定技術也已建立,其中亦用到抗體、蛋白奈米磁性微粒複合物和鹼性磷酸酶標記二抗。

4.分子蛋白組學在醫學檢驗中的應用

當前有關分子蛋白質組學的大量研究成果喜人,但一大部分結論是眾說紛紜、甚至是互相矛盾。一些經典的腫瘤標誌物卻無法在當前以表面增強鐳射解析離子化-飛行時間質譜(seldi-tof-ms)技術為代表的蛋白質組學技術中體現出來。可能存在以下幾方面的問題。

一方面是seldi-tof-ms技術自身的限制性,包括敏感性、重複性以及使用當前裝置對每個峰值蛋白確認的侷限性;另一方面是實驗設計及對照組選擇是否恰當,某個蛋白組模式反映的是腫瘤的特異性,還是炎症反應,或是代謝紊亂等無法定論;另一方面是不同實驗室結果可比性、標本處理過程的差異無法**。只有這些問題得到解決, seldi-tof-ms技術在檢驗醫學中才能發揮革命性作用。

5.分子生物學技術在醫學檢驗發展中的趨勢

檢驗醫學中的分子生物學技術發展趨勢有二:一是定量pcr;二是pcr的全自動化,如應用擴增與檢測於一體的一次性試驗卡,可較好地解決pcr汙染問題。除pcr以外的體外基因擴增技術如連線酶反應(lcr),鏈置換擴增系統(sda),轉錄擴增系統(tas),自限序列擴增系統(3sr),qb複製酶擴增系統等技術也將由科研進入臨床。

分子生物學技術的標準化和質量控制引起了廣泛關注,特別是衛生部頒發的pcr實驗室管理辦法對pcr技術應用的健康發展起到了關鍵作用。為解決pcr交叉汙染問題,從標本製備到檢測的全封閉系統及相應的自動化儀器已在國內逐步普及。

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