组织工程用生物材料及细胞支架研究进展

第一篇：组织工程用生物材料及细胞支架研究进展

组织工程用生物材料及细胞支架研究进展

组织工程作为一门新学科是20世纪80年代末才在国际上得到确认的，然而考古发现，我们的祖先远在数千年前就已 开始应用组织工程概念。例如：在公元前4 000年人类就已有了缝合和闭合创口的方法，公元前2 000年已开始使用金属来修补骨头，本世纪初人们就开始使用天然组织(羊膜和胎盘)来修复皮肤，只是由于当时没有免疫反应的知识而未能成功，也由此放弃了 使用天然组织的努力而改为致力于使用合成材料作为医用植入物。金属学的进展又促进了把金属作为骨重建和牙的修补材料，第一次世界大战的严重伤亡，确立了用 不锈钢和其它金属作为矫形植入材料的地位；第二次世界大战后高分子工业的大发展，开发了大量具有优良性能的新材料。但基于当时的认识是“作为生物材料的高 分子应稳定性越高越好”，因此当时主要着眼于如涤纶、氟纶和硅橡胶等类生物惰性高分子；直到80年代，在认识到当植入物和周围组织间存在相互作用可更有利 于创口修复后，才修正了对生物材料必须是生物惰性物质的不正确认识，并从而转向将材料科学同免疫学和细胞生物学的知识相结合，并设计和制备降解性高分子，开展了将此用于制备人体器官及组织代用物的组织工程研究，并取得了良好的效果［1］。

组织工程的三大要素是：种子细胞、生物材料及组织和器官的形成和再生，其中生物材料具有不可替代的主要作用。因此，根据组织工程的发展历史也可以说：组织工程的发展与材料科学的发展有密不可分的关系。组织工程用生物材料的基本要求

作为组织工程细胞支架的生物材料，一般必须具有以下的性能：生物可降解性、良好的生物相容性和细胞亲和性、一定的力学性能、可加工性及可消毒性［2］。

由于组织工程中细胞支架的作用是为细胞增殖营造环境，且应随着细胞的繁殖而逐渐降解、消失，将空间让位于细胞，使所形成的组织和器官具有细胞支架相似的 几何形状。因此作为细胞支架的高分子材料必须具有生物降解性，即在生理或体内环境下，组成材料的高分子链能自动断裂，并由此形成的小分子能逐渐被机体代谢 或吸收。此外，还要求材料的降解速度与细胞的增殖速度相匹配，以及由降解所形成的小分子不对细胞繁殖产生不利的影响。因此组织工程的细胞支架材料必须具有 生物降解性和一定的降解速度、良好的生物相容性及细胞亲和性。

此外，组织工程的细胞支架，不仅应有在细胞培养操作中保持形状、不会破碎的力学强度外，从临床应用出发，细胞支架还必须具有一定的柔韧性，能与机体缝合、并能与机体贴合，也不会对机体组织形成机械损伤的力学性能。生物降解高分子

目前在组织工程中用作细胞支架的生物材料主要是一些天然高分 子、天然无机物和合成高分子。天然高分子有甲壳素、壳聚糖、海藻酸盐、胶原蛋白、葡聚糖、透明质酸、明胶、琼脂等；天然无机物有羟基磷灰石、珊瑚礁等；合 成高分子有脂肪族聚酯、聚酸酐、聚膦腈、聚原酸酯、聚醚等［3］。

天然高分子及天然无机物一般都无毒、亲水、生物相容 性及细胞亲和性好，但缺点是质量受产地、原料来源等影响，因而重复性差。此外，有些天然高分子强度和加工性能都较差，有的价格极高，使之难以直接作为细胞 支架使用。此外天然无机物的力学性能差、降解速度快、加工性能差。

合成高分子的生物相容性及细胞亲和性一般不如天然高分子，但合成高分子在生 物降解速度、力学性能、加工性能和价格等方面都比天然高分子为优，可调性也大。目前应用较多的合成高分子是脂肪族聚酯类生物降解高分子，主要有聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLA)、和共聚(乙交酯-丙交酯)(PLGA)。这些材料都已获了美国FDA的批准，此外降解速度也较快。然而，由于PGA的高 度结晶性，使其溶解性极差，以致PGA含量高的PLGA也难以溶解，因此往往难以加工成型和应用。此外，PGA的力学性能也不能令人满意。

由 于不同的组织工程对象对细胞支架有不同降解速度、亲水性和力学性能的要求，因此基于PGA的高降解速度、PLA的高强度及PCL的低降解速度和高药物透过 性，可以在高分子设计的基础上合成一系列具有不同降解速度及力学性能的脂肪族共聚内酯，通过对材料组分、组成比、分子量、分子量分布等的控制，可以调节材 料的生物降解速度在几周至几年间变化。如今已合成的不同脂肪族聚内酯有：聚乙交酯(PGA)、聚-D，L-丙交酯(PDLLA)、聚-L-丙交酯(PLLA)、聚己内酯(PCL)、聚(乙交酯/丙交酯)二元共聚物(PLGA)［4］、聚(乙交脂/己内脂二元共聚物(PGC)、聚(丙交脂/己

［5］内脂)二元共聚物(PLC)和聚(乙交酯/丙交酯/己内酯)三元共聚物(PGLC)等。此外，聚醚类高分子如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)以及环氧乙烷/环氧丙烷的共聚物(Pluronic)等，由于具有优良的生物相容性及可注射成型性，也成为颇受关注的细胞支架材料［6］。细胞支架材料的细胞亲和性

细胞亲和性是指材料能让细胞在其表面粘附及生长的能力。一般认为这是由于细胞与材料之间存在着一种以蛋白质为介导的粘附机理、粘附特性的差异，故影响细胞的增殖、分化等功能［3］。由于细胞真正接触的是材料的表面，因此材料的表面性质对材料的细胞亲和性有主要影响。

影响细胞粘附的因素主要有生物学和材料因素两个方面［7］。生物学因素是指同细胞膜的组成和性能有关的细胞膜的荷电性质、细胞的代谢状态、细胞与材料的接触时间、细胞的亲疏水性、细胞的表面电荷、细胞膜分子的运动 方向、细胞膜的柔韧性等因素。材料因素主要是指材料表面的亲疏水性、表面自由能、材料表面的荷电特性、材料的化学结构以及材料的形态结构等因素。一般规律 为亲水性的表面有利于细胞粘附生长，高表面能的材料表面有利于细胞的粘附与铺展［9］。材料表面的电荷性质与电荷密度对细胞生长有 重要影响，带正电荷的材料表面与带负电荷的细胞之间的静电作用有利于细胞的粘附。此外，细胞的亲和性还要求生物材料必须既能支持细胞的粘附，又能使粘附细 胞在材料上很好地生长，材料本身及其降解产物必须对细胞无毒性；材料表面的化学结构也有重要影响：引入胺基、酰胺基、羟基、羧基、磺酸基等基团有利于细胞 的粘附和生长。合适的材料表面能有选择性地吸附环境中的粘附蛋白，克服对环境中蛋白质吸附的无选择性，有利于增强对细胞的粘附性。此外，粗糙表面有利于细 胞的粘附，而且有利于生物膜的迅速再生长［8］，多孔结构因有利于营养物质的渗透和细胞的正常代谢而有利于细胞粘附与生长，且孔结构的大小对于细胞的生长也有影响，因此，作为组织工程的细胞支架必须具有一定的三维结构。

为改进材料的细胞亲和性常采用化学改性法、等离子体法、表面修饰法、杂化改性法等方法［9］。化学改性法是通过共聚、接枝等方法来改变材料的组成，从而获得具有良好细胞亲和性的表面。低温等离子体改性法，是利用等离子技术使材料表面引入不同基团，从而使材料具有细胞识别位。表面修饰法是指通过在材料表面固定一些贴壁因子、生长因子而提高材料的生物相容性。此外，由于有时仅靠单一的材料品种难以满足 要求，因此，采用杂化支架材料，即将不同性质的材料通过杂化而获得具有新性能的生物支架材料。细胞支架材料三维结构的构筑

不同组织和器官的细胞，不但在形状和大小上不同，而且在细胞生 长时的取向及结构密度上也不甚相同。对于单种细胞的组织工程，为了细胞能进入支架，要求支架具有多孔结构，且具有呈一定大小的孔径和孔强度的开放型结构，而且不同方向的孔径要相同。然而，对于多种细胞的组织工程细胞支架，如作为皮肤组织工程的支架，由于内皮细胞和成纤维细胞的大小不同，要求支架呈具有两种 不同孔径的双层结构。除此之外，为了保证肌腱细胞能按单一方向增殖生长，细胞支架的孔隙也需呈一定方向性的排列。

由于不同的组织工程对象对细胞支架的几何尺寸、大小、厚度、形状等有不同的要求，因此纤维状的材料或可塑性材料，对构筑复杂构型的细胞支架具有一定的优越性。

现今文献报道的细胞支架有各种各样的孔结构，我们已基本掌握了控制支架孔结构的技术，能制备孔径从几微米到几百微米材质不同、孔隙度不同的海绵状多孔结 构的细胞支架，可制成单一孔径结构或不同孔径结构，形状上也有纤维状、棒状、板状、膜状、管状等不同形状，厚度从不足1 mm到超过1 cm，面积达到20 cm×20 cm的细胞支架，从而可提供不同组织工程细胞培养的需要。然而，由于目前的支架制备还处于手工操作阶段，在加工质量及质量的重复性上还存在一定的差距，在 纤维状细胞支架制备方面，在纤维的细度及均度方面，均与国际先进水平差距甚远，对PGA纤维及可塑性细胞支架的研究，在我国基本上也处于空白阶段。生长因子的活性保护及控制释放

生长因子(Growth Factor, 简称GF)是具有诱导和刺激细胞增殖、维持细胞存活等生物效应的蛋白类物质，其对促进细胞增殖、组织或器官的修复、再生都具有重要的促进作用，是组织工程 的重要影响因素之一。生长因子的作用具有专一性，对于不同的细胞和组织、器官需选用不同的生长因子。如今被研究及使用的生长因子有：上皮生长因子(EGF)、血小板生长因子(PDGF)、成纤维生长因子(FGF)、神经生长因子(NGF)、内皮细胞生长因子(ECGF)、转化生长因子(TGF-β)、骨形态发生蛋白(BMP)和骨衍生性生长因子(BDGF)等。

由于生长因子一般在有水存在及室温环境下很容易失去生物活性，因此直接使用生长因子时常会由于体内的环境而失活，达不到所期望的生物效应。因此，如何在身体环境下保持并尽可能延长生长因子的生物活性，是使生长因子能真正在临床发挥作用的关键。

我们根据高分子的特性和药物控制释放的原理，采用生物降解高分子对生长因子进行基体包埋和微包囊，利用疏水性高分子防止生长因子与水接触，可以达到保护 生长因子在有水环境下仍保持活性的目的。此外，利用高分子对药物的选择透过性，可使生长因子以一定的速度在高分子保护层内溶解、扩散，然后进入机体以发挥 其生物作用，因此可使生长因子的生物作用维持相当长的时间。利用不同的高分子对药物的不同选择透过性，以及通过对高分子材料成分的选择，对高分子保护层的 分子量、分子量分布，以及对保护层结构、厚度等的调节和控制，可以达到控制生长因子扩散和溶解速度的目的，从而实现对生长因子的控制释放。组织工程的研究实例及改进方向

有关骨、软骨、肌腱、气管、皮肤、肝、心瓣、血管、角膜、胰及 神经的组织工程研究正在国内外蓬勃地开展着；基于我们在合成的生物降解高分子材料以及在细胞支架研制和生长因子控制释放技术方面的研究，已通过用含有生长 因子且具有双层孔结构的神经诱导管取得大鼠坐骨神经20 mm断缺修复的成功，且开展了对羊70 mm坐骨神经断缺的修复试验，以及组织工程化神经导管的神经修复试验。

此外，我们在软骨、气管、心瓣、皮肤等的组织工程研究方面也取得了一些 初步的结果，表明我们研制的细胞支架在生物降解性、血管化反应及缝合性能上能基本符合要求，然而也反映出还存在一般细胞支架所存在的共同问题，即有时还有 较明显的炎症反应，对细胞的亲和性不是太高，此外，对于一些复杂构型的组织和器官的组织工程所需的纤维状支架材料及可塑性支架材料还是空白，有待于进一步 研究改进。

本课题受国家重点基础发展规划项目资助(973计划G1999054305和G1999054306)作者单位：王身国（100080 北京，中国科学院化学研究所分子科学中心）杨健（100080 北京，中国科学院化学研究所分子科学中心）蔡晴（100080 北京，中国科学院化学研究所分子科学中心）石桂欣（100080 北京，中国科学院化学研究所分子科学中心）贝建中（100080 北京，中国科学院化学研究所分子科学中心）

参考文献

1，Robert Langer, Joseph P, Vacanti.Tissue engineering.Science, 1993,260:920-926.2，王身国，侯建伟，贝建中.组织工程及周围神经修复.高技术通讯，1999，2：60-62.3，王身国.可生物降解高分子的类型、合成和应用.化学通报，1997，2：45-47.4，Kyriacos AA, Gabriele GN, Agrawal CM.Sterilization, toxicity, biocompatibility and clinical applications of polylactic acid/polyglycolic acid copolymers.Biomat, 1996,17:93-102.5，Cai Q, Bei JZ, Wang SG.Synthesis and degradation of a tri-component copolymer derived from glycolide, L-lactide, and ε-caprolactone.J Biomat Sci, 2000,3:273-288.6，Yamaoka T, Takahashi Y, Ohta T, et al.Synthesis and properties of multiblock copolymers consisting of poly(L-lactic acid)and poly(oxypropylene-co-oxyethylene)prepared by direct polycondensation.J Polym Sci, Polym Chem, 1999,37:1513-1521.7，顾汉卿，徐国风.生物医学材料学.天津：科技翻译出版社，1993：40-45.8，Quirynen M, Bollen CM.The influence of surface roughness and surface-free energy on supra-and subgingival plaque formation in man.J Clin Periodontol, 1995,22:1-14.9，Kuo SM, Tsai SW, Huang LH, et al.Plasma-modified nylon meshes as supports for cell culturing.Art Cell Blood Subs and Immo Biotech, 1997,25:551-562.

第二篇：细胞生物物理总结

1.举例说明蛋白质有哪些重要的生物学功能？蛋白质元素组成有何特点？ 2.蛋白质二级结构形成的基本原理是什么？二级结构主要有哪几种形式？这些二级结构是如何维持的？

3.什么是蛋白质的超二级结构和结构域？

4.进行蛋白质分子三维结构研究的方法主要有哪些，请介绍其中两种的基本原理。

5.举例说明蛋白质的变构效应。

6.蛋白质是如何形成的？蛋白质折叠指什么？

7.什么是分子伴侣？简述分子伴侣的主要功能和作用模型。8.举例说明蛋白质构象病（如朊病毒病）并阐述疾病发病机理。9.举例说明生物分子内与分子间的各种相互作用力。

1.举例说明蛋白质有哪些重要的生物学功能？蛋白质元素组成有何特点？

（一）（1）催化功能，如细胞内的化学反应离不开酶的催化，参与生物体各种生命活动的绝大多数酶都是蛋白质。

（2）运输功能，如红细胞中的血红蛋白是运输氧的蛋白质。

（3）营养和储存功能，如酪蛋白广泛分布在天然乳类中。酪蛋白分子量大，是携带矿物质的载体，如酪蛋白磷酸肽就是其水解产物，能促进钙等矿物质吸收利用。

（4）收缩和运动功能，如肌球蛋白组成的粗肌丝和由肌动蛋白组成的细肌丝相互穿插排列，并且依靠粗肌丝头端的横桥使二者紧密接触在一起。肌肉的收缩是粗肌丝和细肌丝发生相对运动的结果，这个过程受Ca的调节，并需要水解ATP来提供能量。

（5）结构功能，如人和动物的肌肉主要是蛋白质，它们是构成细胞和生物体的重要物质。

（6）防御功能，如动物和人体内的抗体能消除外来蛋白质对身体的生理功能的干扰,起到免疫作用。

（7）调控功能，如胰岛素和生长激素都是蛋白质，能够调节人体的新陈代谢和生长发育。

（二）蛋白质主要由元素 C、H、O、N组成，有些还有P、S等；所有的蛋白质都含有碳(50-60%)、氢(6-8%)、氧(19-24%)、氮(13-19%)；大多数蛋白质含有硫(4%以下)；有些蛋白质含有磷；少数蛋白质含有金属元素(如铁、铜、锌、锰等)；个别蛋白质含有碘.2.蛋白质二级结构形成的基本原理是什么？二级结构主要有哪几种形式？这些二级结构是如何维持的？

（1）蛋白质的二级结构是多肽链借助氢键沿一维方向排列呈具有周期性的结构的构象，它是多肽链骨架的排列规则，而不涉及侧链的类型与构象。（2）2α-螺旋；β-折叠；β-转角； 无规卷曲

（3）蛋白质二级结构主要由肽链骨架内的氢键来维持。

3.什么是蛋白质的超二级结构和结构域？

（1）相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，排列成规则的、在空间结构上能够辨认的二级结构组合体，并充当三级结构的构件，称为超二级结构。（2）结构域介于超二级结构和三级结构之间，多肽链在超二级结构的基础上进一步盘绕折叠，形成紧密的近乎于球状的独立结构，称为结构域。

4.进行蛋白质分子三级结构研究的方法主要有哪些，请介绍其中两种的基本原理。

（1）X-ray 晶体衍射；多维核磁共振 NMR；三维电子显微镜 EM；扫描探针显微镜STM。

（2）X-ray 晶体衍射——用布拉格方程描述X射线衍射条件：2dsinθ=nλ 式中d为相邻两个晶面之间的距离；θ为入射线或反射线与晶面的交角；λ为X射线波长；n 为正整数。①晶体不动，改变波长λ，即采用白色X射线；②波长不变，即用单色X射线，让晶体绕某晶轴转动。这样可在某些特定的晶体方位得到衍射图。由于X射线是一种波长比可见光短得多的电磁波，使X射线通过晶体，会发生衍射现象，能提供晶体内原子排布的信息。根据衍射的方向可以测定晶格参数或晶胞的大小和形状。根据衍射线强度分布能够测定原子在晶胞中的坐标，因此X射线衍射法也是测定蛋白质分子三级结构的主要方法。

核磁共振——是指原子核在外加恒定磁场作用下产生能级分裂，从而对特定频率的电磁波发生共振吸收的现象。原子核都在不断做自旋运动，正电的原子核在自旋时可以产生磁场，就像一个小型的磁铁，从而可以在磁场中受力产生转动。不同取向的自旋核所具有的能量不同产生分裂，当入射电磁波能量等于能级间能量差即引起原子核两个能级间的跃迁，这时就发生了核磁共振。

5.举例说明蛋白质的变构效应。

变构效应，是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致蛋白质生物活性改变的现象。变构效应在生命活动调节中起很重要作用。如阻遏蛋白受小分子物质的影响发生构象变化，改变了它与DNA结合的牢固程度，从而对遗传信息的表达进行调控。另如激素受体，神经递质受体等都是通过生物分子的影响发生构象变化而传递信息的。可以说变构效应是生物分子“通讯”地基。

6.蛋白质是如何形成的？蛋白质折叠指什么？

（1）DNA转录成mRNA,mRNA进入核糖体,tRNA运输氨基酸,在核糖体中翻译,形成多肽,经过内质网和高尔基体的修饰折叠,形成成熟的蛋白质,再运输出细胞。（2）蛋白质折叠是多肽链凭借相互作用在细胞环境（特定的酸碱度、温度等）下自己组装自己，从无规卷曲（去折叠态）折叠到三维功能结构（天然态）的物理过程。

7.什么是分子伴侣？简述分子伴侣的主要功能和作用模型。

（1）分子伴侣是细胞内的一类保守蛋白质，在序列上没有相关性但有共同功能，它们在细胞内可识别肽链的非天然构象，帮助其完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。

（2）在动物、植物、细菌内广泛分布和存在，其功能是介导其它蛋白质的折叠和装配，而本身却不是最终功能蛋白质分子的组成部分。

（3）例如Bip蛋白可识别并结合折叠错误的多肽及尚未完成装配的蛋白质亚单位，使其滞留并促使其重新折叠与装配，发挥纠错功能。又如钙网素、葡萄糖调节蛋白94等。

8.举例说明蛋白质构象病（如朊病毒病）并阐述疾病发病机理。

蛋白质分子的氨基酸序列没有改变，即一级结构正常，只是其二级结构、乃至立体结构（构象）异常而导致的疾病称为构象病。朊病毒蛋白分子本身不能致病，而必须发生空间结构上的变化转化为朊病毒才会损害神经元。一个致病分子先与一个正常分子结合，在致病分子的作用下，正常分子转变为致病分子，然后这两个致病分子分别与两个正常分子结合，再使后者转变为致病分子。病变蛋白只要通过接触其他正常蛋白就可以把它们也带坏。周而复始，通过多米诺效应倍增致病。

9.举例说明生物分子内与分子间的各种相互作用力。（1）强相互作用：例如共价键、离子键、配位键这种能够维持原子结合，形成一级结构的相互作用力。

（2）弱相互作用：例如氢键、范德化力以及蛋白质形成中主要的三种非共价作用，能够维持大分子的空间结构的相互作用力。

（3）水结构与水化作用：水化作用是物质与水发生化合的反应，一般指分子或离子的水合作用。其中当盐类溶于水中生成电解质溶液时，离子的静电力破坏了原来的水结构，在其周围形成一定的水分子层，称为水化。10.简述酵母双杂交技术的原理。

酵母双杂交的目的是检测两种蛋白的是否有相互作用。基本原理

酵母双杂交系统由Fields和Song等首先在研究真核基因转录调控中建立 i。典型的真核生长转录因子，如GAL4、GCN4、等都含有二个不同的结构域: DNA结合结构域(DNA-binding domain)和转录激活结构域(transcription-activating domain)。前者可识别DNA上的特异序列，并使转录激活结构域定位于所调节的基因的上游，转录激活结构域可同转录复合体的其他成分作用，启动它所调节的基因的转录。二个结构域不但可在其连接区适当部位打开，仍具有各自的功能。而且不同两结构域可重建发挥转录激活作用。酵母双杂交系统利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白－蛋白的相互作用。

11.阐述荧光共振能量转移技术的原理。

荧光共振能量转移是指两个荧光发色基团在足够靠近时，当供体分子吸收一定频率的光子后被激发到更高的电子能态，在该电子回到基态前，通过偶极子相互作用，实现了能量向邻近的受体分子转移（即发生能量共振转移）。

12.DNA双螺旋结构模型的主要特点是什么？该模型的建立有什么生物学意义？维持DNA分子双螺旋结构的力是什么？

1）DNA双螺旋结构：有两条DNA单链，反向平行，一段由3’端开始，一段由5‘端开始，螺旋成双链结构。外部是磷酸和脱氧核糖交替构成的，内部碱基遵循碱基互补配对原则（A-T,C-G），碱基之间是由氢键连接，脱氧核苷酸之间由磷酸二脂键链接。

2）双螺旋模型的意义：双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤(A)总是与胸腺嘧啶(T)配对、鸟膘呤(G)总是与胞嘧啶(C)配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。

3）维持DNA双螺旋结构稳定性的因素主要是上下层碱基对之间堆砌力和链间互补碱基之间的氢键.13.简述基因工程的定义和基因工程的主要研究内容。

1）所谓的基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之插入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。2）

1、目的基因的分离

2、DNA的体外重组（载体、受体系统等）

3、重组DNA分子转移到受体细胞及其筛选

4、基因在受体细胞内的扩增、表达、检测及其分析。

14.作为基因工程载体，其应具备哪些条件？载体的类型主要有哪些？在基因工程操作中如何选择载体？

具有针对受体细胞的亲缘性或亲和性（可转移性）； 具有合适的筛选标记；

具有较高的外源DNA的载装能力； 具有多克隆位点（MCS）；

具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。

15.重组体分子的选择方法主要有哪些？并简单阐述其原理。

从总体上看，重组体分子的选择与鉴定方法基本上可以分为如下几个类型：（1）基于载体遗传标记检测法

在构建基因工程载体系统时，载体DNA分子上通常携带了一定的选择性遗传标记基因，转

化或转染宿主细胞后可以使后者呈现出特殊的表型或遗传学特性，据此可进行转化子或重组

子的初步筛选。（2）基于克隆DNA序列检测法

Southern印迹杂交：根据毛细管作用的原理，使在电泳凝胶中分离的DNA片段转移并结合

在适当的滤膜上，然后通过与已标记的单链DNA探针的杂交作用以检测这些被转移的DNA 片段。

（3）基于外源基因产物检测法

如果目的基因产物能降解某些药物使菌株呈现出抗性标记，或者基因产物与某些药物作用是

显颜色反应，则可根据抗性或颜色直接筛选含目的基因的克隆子。

16.试述PCR的原理和主要反应过程，并分析影响PCR扩增的影响因素。PCR原理：变性温度下，DNA双链变性双螺旋解开成单链DNA，在退火温度中人工合成 的特异引物根据碱基互补配对原则与单链DNA特异结合，然后在DNA聚合酶的作用下，在延伸温度下不同的脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则在引物的引导下合成与模板DNA互

补的新链，实现DNA的扩增。影响PCR扩增的影响因素：(1)Taq酶：常用1U/25μL 浓度低，扩增产物不够； 浓度高，非特异性扩增增加； 酶的活性；

(2)dNTP的浓度：常用100-200μmol/L，不能低于20μmol/L，特异性、保真性；

(3)模板：主要考虑纯度及使用量，对纯度要求不高，但含有酚、氯仿等杂质则难以成功。

使用量从几个ng到100ng.(4)引物浓度：0.1-0.5μmol/L之间，过多则非特异扩增增加，形成引物二聚体；

(5)Mg2+浓度：常用 0.5-2.5mmol/L； 影响：酶的活性、引物-模板退火、特异性

(6)PCR反应程序设定：变性温度和时间、引物退火温度Tm与时间、引物延伸温度与时间和循环数

17.分子杂交的类型主要有哪些？探针的标记方法和标记类型有哪些？常用的双链DNA的标记方法是哪两种，简述其标记过程？

探针的标记方法：切口平移法、随机引物合成法，末端标记法，PCR标记法，体外转录标记法。

探针按核酸分子分：DNA探针和RNA探针；

按标记物的不同：放射性标记探针和非放射性标记探针。标记类型：按核酸分子的不同：可分为DNA探针和RNA探针 根据标记物的不同：可分放射性标记探针和非放射性标记探针； 双链DNA探针标记主要方法：切口平移法、随机引物合成法；

18.简述Southern杂交一般过程及影响杂交的因素。

Southern杂交操作步骤:(1)用限制性内切酶酶切DNA, 经凝胶电泳分离各酶切片段；(2)转膜：将DNA片段转移到硝酸纤维素滤膜或尼龙膜上；(3)预杂交：封阻滤膜上非特异性位点；(4)杂交：让探针与同源DNA片段特异性结合；(5)洗脱：去除非特异性结合的探针；(6)自显影检查目的DNA所在的位置。Southern杂交影响因子

1）、目的DNA在总DNA中所占的比例 2）、探针的大小和标记效率 3）、转移到滤膜上的DNA量 4）、探针与靶DNA的同源性

第三篇：生物细胞凋亡总结

课程报告

都在说二十一世纪是生命科学的世纪，很荣幸能够进入生物科学这个行业。

关于对自己所学专业，可能最初是兴趣让我来到这个专业，不是太清楚为什么会对这个专业有这么大的热情，但真的很喜欢它。生物技术，最官方的定义是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。它主要包括发酵技术和现代生物技术。现代生物技术综合基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。

再我自己看来生物技术其实是一个既可以看做一个基础学科也可以看做是一个很新兴的，综合性的学科。其实生物技术这是一个很综合性的学科，现在和很多领域接轨，对我们而言这是机遇和挑战。

对我自己而言，我想在生物技术这方面有所建树，最主要的还是在科研方面能攻克一些难题，虽然可能现在想法不是太成熟但是我相信经过几年的磨练与努力我能够攻破这些难题。希望能够在大一下就能够进入实验室，学一些基础的实验技能为以后自己做项目打下基础。

然后关于自己的专业，现在我们所学的知识其实普遍落后，教科书的编排更新不及时，可能我们学到的东西可能学校外面已经开始产业化了，测序技术已经开始第四代了，而我们可能毕业前一年才开始学习切片制作，学习的东西很古老，再就是我们这个专业，并没有像其他几大理科领域一样有清晰的逻辑和量化，这导致了很多小领域只有开头和结果而没有一个可复制的过程，而没有可复制的过程就代表着无法带领这个行业产业化，因此，这个行业在没有开源的情况下就无法支撑这个领域下的大多数学生的温饱，就只能节流，这样就导致了本专业的人才无法继续从事与本专业有关行业，转而从事其他行业，从而导致人才流失，最终专业发展缓慢。而谈到生物技术不得不说到它和其他行业接轨这一问题，的确，和其他领域接轨形成交叉学科是一个理想的出路，如合成生物学，生物信息学，的确给生物注入了一股生机。但是我们都知道越巨大的事物迈步子很大也很缓慢，何况在人才流失的情况下。

说到这里，可能真的学习这个专业我们更多的是在学习了基础课程后，自己学习最新更新的知识，在老师的指导下自己收集资料自己进行实验，再完成项目。

很多人对生物技术这个专业有很多的误解，我们在完成自己研究项目的同时也有义务科普大众。毕竟这也是吸引人才的重要途径，同时也是解决本专业人才流失的好方法。

我自己有一个不成熟的想法，很久之前曾了解到俄罗斯的“永生计划”它的设计活体意识转移到机器人身上，对此几乎大多数人是不看好，不支持的。而对于这个“永生计划” 我有一个想法，癌细胞是无限增殖，如果我们能够完全弄清楚癌细胞的增殖过程及机理，并能够运用到人体衰老细胞中，对衰老细胞进行基因修饰添加经过改良的癌细胞中能够无限增殖的基因，或许“永生”并非不可能。同样的癌细胞的无限增殖基因或许也能在器官移植这一领域有所贡献，也是利用无限增殖，让器官细胞增殖，成长成完整的细胞。或许研究出癌细胞无限增殖的机理并提取其这个基因对人类会有很大贡献。

至于疑惑这个方面就是在教材更新换代不及时的情况下，我们是否只能通过课外阅读这些方式来扩展自己的知识面，还有就是技术的更新我们是否能够跟的上，倘若有同学本科毕业便想进入行业工作，最新的技术他们又要从何学习。最后关于实验室，毕竟如果想要真的从事生物研究该如何合理利用现有资源来完成自己的项目。

最后我个人的话最想获得的是关于癌细胞无限增殖机理方面的指导，和我不成熟构想的可实施率。

以上是我个人对本专业的认识及理解，以及对未来设想。

谢谢老师阅读，有不正确的地方请老师批评指正。

第四篇：关于用挖空细胞造句

1、其中挖空细胞是HPVI最典型的表现。

2、镜下见上皮棘细胞层肥厚，可见挖空细胞。

3、寻常疣：挖空细胞灶状分布，核较小、深染。

4、棘层上部和颗粒层内见灶状空泡化细胞（挖空细胞）。

5、诊断性挖空细胞是指细胞核出现异型性改变的挖空细胞。

6、尖锐湿疣：挖空细胞胞体和胞核均较大，核深染，呈猫眼状。

7、尖锐湿疣在上表皮可见明显的挖空细胞，无泡沫细胞的聚集。

8、病毒主要集中在颗粒层中的细胞核内，在表皮的颗粒层出现挖空细胞。

9、癌前病变、真菌、挖空细胞等）易于识别，明显提高了诊断率，降低漏诊率。

110、病理切片活检：将疑似组织取一片，进行染色处理，在高倍下查找挖空细胞。

11、深部掌跖疣：挖空细胞灶状分布，表皮细胞的胞质中含有大量嗜酸性透明角质颗粒。

12、1981年该作者又指出挖空细胞是湿疣和不典型增生的主要鉴别点，并详细描述挖空细胞的组织学表现。

13、镜下见角化过度伴角化不全，表皮呈不规则增生或假性上皮瘤样增生，棘层肥厚，挖空细胞呈灶性、散在及片状分布，HPV6、11阳性。

14、可见到挖空细胞，表现为中层细胞核大，有时可见到双核，核深染，核周有大空泡，虽然挖空细胞的特异性较高，但挖空细胞的检出率较低。

15、疣状表皮发育不良：挖空细胞弥漫或灶状分布，细胞质空泡化或泡沫化，细胞核固缩、核染色质边缘分布、核内空泡，细胞大小不一，呈“发育不良”外观。

16、挖空细胞是由鳞状细胞的“底层细胞”（幼稚细胞或储备细胞）在受到HPV所致的损害后，加速受损细胞的成熟化而形成的表层鳞状细胞：其受损主要为非典型增生、非典型角化和挖空细胞，是细胞学诊断低度病变（CIN2或轻度非典型增生）的重要指标。

第五篇：生物基环氧树脂研究进展

国内生物基环氧树脂研究获新进展，各项性能达到或优于石油基产品。研究人员将阻燃性好、又能与碳碳双键反应的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）引入到了衣康酸环氧结构中，得到了含磷衣康酸基环氧树脂(EADI)。其固化物性能与双酚A环氧相当，并表现出优异的自阻燃性。用EADI改性的双酚A环氧也具有非常好的阻燃效果。研究人员将衣康酸基环氧树脂的双键变成环氧基团的环氧单体，合成了高环氧值(1.16)、低黏度、高固化活性的环氧树脂，并在某些领域表现出比双酚A环氧更加优异的加工性能。衣康酸又名亚甲基丁二酸，是一种重要的生物基原料，可由生物发酵技术制备得到.由于具有广阔的应用前景和较低的价格，衣康酸已被美国能源部评选为最具发展潜力的12种生物基平台化合物之一。占全球环氧树脂市场90%左右的双酚A环氧，其原料双酚A被证明具有很强的生理毒性，目前已被多个国家禁用于人体接触的领域。衣康酸在替代双酚A合成环氧树脂方面具有巨大的潜力和发展空间。