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生命科學儀器范圍

發布日期:2019-03-21

生命科學儀器在醫療方面,具體可用于病原體檢測;產前診斷以防止各類遺傳性疾病的發生;藥物療效考核。基因和生命科學儀器在新藥開發研究中,可以快速、準確、定量、靈敏地測定血液或組織中病原體的含量。基因和生命科學儀器在新診斷及檢驗試劑的開發中,可為臨床疾病、商檢、糧油檢驗、食品檢驗、血液檢驗等等開發新的試劑,從而提高檢驗的靈敏度、速度及準確性等。

在各種分析儀器的發明和研制過程中,有著許許多多的發人深省、鼓舞人心的歷史事例,在這其中無數化學家做了大量艱苦卓絕的探索工作,取得了令人矚目的成就,這些偉大的化學家們都具有令人敬仰的個人品質及孜孜不倦投身科學的奉獻精神。在儀器分析發展史中有許多位科學家獲得了諾貝爾獎,回顧這些對近代科學發展的重大貢獻, 追蹤科學家走過的足跡, 激發了我參與科研和追求創新的熱情。

生命科學儀器范圍核磁共振從其一開始就與諾貝爾獎聯系在一起:1945 年以Bloch 和Purcell 為首的兩個課題組同時發現了核磁共振現象,為此他們獲得了1952 年諾貝爾物理學獎; Richard Ernst 教授因為他在高分辨率核磁共振二維波譜新技術方面的貢獻而獲得1991 年諾貝爾化學獎; Kurt Wuthrich 教授又因其在應用核磁共振技術測定溶液中生物大分子三維結構的新方法而獲得了2002 年諾貝爾化學獎。由于核磁共振提供分子空間立體結構的信息,目前已經發展成為分析分子結構和研究化學動力學的重要手段,在有機化學、生物化學、藥物化學等領域里得到了廣泛的應用,這反映出了核磁共振技術的迅猛發展及其對世界前沿研究工作的巨大貢獻。在質譜分析發展史中,先后有3 位科學家獲得了諾貝爾化學獎。他們是:英國科學家Aston 設計了世界上第一臺質譜儀,并使用該儀器發現了212 種同位素,將人類研究微觀粒子的手段大大向前推進了一步,因而獲得了1922 年諾貝爾化學獎;日本科學家田中耕一和瑞士科學家Kurt Wuthrich 共同開發出生物大分子質譜分析技術和發展了基質輔助激光解析電離法,為發展生物大分子的鑒定與結構分析方法所做出了重大貢獻,因而獲得了2002 年諾貝爾化學獎瑞典皇家科學院稱贊他們的研究工作“提升了人類對生命進程的認識”。

隨著科學技術的進步,儀器分析方法的發展日新月異,從航天工程使用的特種材料到生命科學的過程研究,先進的分析儀器和有效的分析方法都成為了不可或缺的手段。對于當今的大學生來說,由于計算機和互聯網的迅速發展,使得他們獲得最新科技信息的途徑被大大地拓寬。因此,將最新的分析儀器和分析方法介紹給學生,對于他們理解最前沿的科技動向具有很有利的幫助作用,從而激發了他們對所學專業的熱愛以及為科學獻身的崇高理想。比如,傅立葉變換紅外光譜(FTIR) 可提供有關分子結構的多種信息,輔以二階導數、去卷積、曲線擬合等解析方法可以研究蛋白質二級結構的變化規律。近幾年,應用FTIR從分子水平的角度研究癌癥正是生物醫學領域的熱門課題

癌組織和正常組織的譜圖表明癌組織樣品與正常樣品的紅外光譜存在明顯差異,通過譜圖解析可直接或間接地闡明引起譜圖變化的主要原因,以及細胞癌變的可能機理及病程進展各期。通過在教學過程中穿插相關的圖片、實驗數據等,生動地將正常組織與腫瘤組織的紅外譜圖在譜型、強度、頻率等譜學參數上存在明顯的差異展示給學生,從而使學生了解紅外分析方法的重要意義。

在對生物大分子的分析中,生物質譜與其他分析方法相比具有準確性和靈敏度高、快速、易于大規模和高通量操作等優點,因此在基因組學和蛋白質組學研究中扮演著越來越重要的角色

例如,在蛋白分析技術中生物質譜以其不可比擬的優越性能,已經成為蛋白質組學研究中必不可少的技術平臺

在蛋白質鑒定、序列分析、定量、翻譯后加工(修飾) 及蛋白質相互作用等方面已得到了較廣泛的應用,其中用于蛋白序列分析的生物質譜鑒定方法有基質輔助激光解吸- 飛行時間- 肽質量指紋譜(MALDI - TOF- PMF) 、串聯質譜的肽序列標簽以及肽段的從頭測序。

隨著人類探知未知世界的手段的不斷進步,即使有先進分析儀器的不斷涌現,僅借助于某一種單一的儀器分析方法往往也難以達到分析檢測的目的,于是出現了分析儀器聯用技術。從這個課程的學習,我體會到科學家們既積極探索、勇于創新的科學精神,所以我們要主動投入到學習和科研中去。 >>>生命科學儀器介紹

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