生物导弹生物芯片省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

纳米医用技术纳米医用技术纳米医用技术概述纳米医用技术概述生物芯片生物芯片生物导弹生物导弹第1页纳米技术纳米技术是指在纳米尺度范围内，操纵原子、分子或原子团、分子团，使它们重新它们重新排列组合排列组合,创造含有特定功效新物质科学技术。纳米医学纳米医学则是在分子水平上，利用分子工具和人体分子知识，创造并利用纳米装置纳米装置和纳米结构和纳米结构来防病治病，改进人类整个生命系统。第2页零维纳米颗粒在医学上应用零维纳米颗粒在医学上应用 纳米颗粒纳米颗粒是以高分子物质为辅料，将药品溶解、吸附或包裹于辅料中，分散制成纳米级固态或液态微粒，是一个新型纳米粒给药系统，普通将其粒径大小界定在Inm10 nm第3页零维纳米颗粒在医学上应用零维纳米颗粒在医学上应用 纳米微粒在性能上与通常所用宏观材料完全不一样，含有很多特殊性 。表面与界面效应表面与界面效应、小尺寸效应小尺寸效应和宏观量子隧道效应宏观量子隧道效应等。纳米微粒这些特殊性能使得其在实际应用中含有很多特殊效果，如比表面积大、比表面积大、表面活性中心多、表面反应活性高、强烈吸附能力、较高催化能力、表面活性中心多、表面反应活性高、强烈吸附能力、较高催化能力、低毒性以及不易受体内和细胞内各种酶降解等。低毒性以及不易受体内和细胞内各种酶降解等。生物芯片生物芯片 纳米生物探针、核磁共振成像技术、细胞分离和染色技术、作为药品或基因载体(生物导弹）生物替换纳米材料、生物传感器 第4页纳米银粉：银在纳米状态下杀菌能力产生了质飞跃。只需用极少许纳米银即可产生强力杀菌作用。第5页第6页一维纳米材料在医学上应用 纳米管含有较大内部空腔体积，从小分子到蛋白质分子等许多化学或生物物质都可被填充其中；另外，纳米管含有显著内、外表面和开放端口，便于进行不一样化学或生物化学修饰改性。第7页生物芯片技术概念分类应用发展趋势第8页 生物芯片是指包被在硅片、尼龙膜等固相支生物芯片是指包被在硅片、尼龙膜等固相支 持物上高密度组织、细胞、蛋白质、核持物上高密度组织、细胞、蛋白质、核 酸、糖类以及其它生物组分微点阵。酸、糖类以及其它生物组分微点阵。芯片与标识样品进行杂交，经过检测杂交芯片与标识样品进行杂交，经过检测杂交 信号即可实现对生物样品分析。信号即可实现对生物样品分析。第9页生物芯片分类芯片上固定探针不一样芯片上固定探针不一样 基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片另外依据原理另外依据原理 元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片第10页u 基因芯片：基因芯片：reverse northern-dot blotsreverse northern-dot blots 基因芯片：检测基因突变基因芯片：检测基因突变 基因表示谱芯片：检测基因表示水平基因表示谱芯片：检测基因表示水平u 蛋白质芯片：蛋白质芯片：蛋白质在载体上有序排列，依蛋白质在载体上有序排列，依 据蛋白质分子、蛋白质与核酸相互作用原理据蛋白质分子、蛋白质与核酸相互作用原理 进行杂交、检测和分析。进行杂交、检测和分析。u 组织芯片：组织芯片：从不一样组织内进行活体解剖后取从不一样组织内进行活体解剖后取 出圆柱状组织，然后包埋在受体区组内出圆柱状组织，然后包埋在受体区组内。第11页基因芯片（基因芯片（DNA微阵列）微阵列）u 寡核苷酸芯片、寡核苷酸芯片、cDNAcDNA芯片、芯片、GenomicGenomic芯片芯片 u 模式一：是将靶模式一：是将靶DNADNA固定于支持物上，适固定于支持物上，适 合于大量不一样靶合于大量不一样靶DNADNA分析，分析，u 模式二：将大量探针分子固定于支持物上，模式二：将大量探针分子固定于支持物上，适合对同一靶适合对同一靶DNADNA进行不一样探针序列分进行不一样探针序列分 析。析。第12页u 将大量探针分子固定于支持物将大量探针分子固定于支持物(substrate)(substrate)上，上，然后与标识样品进行杂交，经过检测杂交信号强然后与标识样品进行杂交，经过检测杂交信号强弱进而判断样品中靶分子数量。弱进而判断样品中靶分子数量。基基 因因 芯芯 片片 原原 理理第13页基基 因因 芯芯 片片 流流 程程样品制备样品制备芯片制备芯片制备杂交杂交杂交信号检测杂交信号检测数据分析数据分析第14页第15页芯芯 片片 样样 品品 制制 备备u 普通以一张芯片需要普通以一张芯片需要3ug mRNA3ug mRNA量来计算量来计算u 因个体差异、匀浆、研磨损耗等原因，送检样因个体差异、匀浆、研磨损耗等原因，送检样 品应多品应多1-21-2倍倍u 注意：样品保留时应确保防止注意：样品保留时应确保防止RNARNA酶分解作用酶分解作用第16页基基 因因 芯芯 片片 应应 用用1 1 基因表示分析：基因表示分析：分析基因表示时空特征分析基因表示时空特征 检测基因差异表示检测基因差异表示 发觉新基因发觉新基因 大规模测序大规模测序2 2 基因型、基因突变和多态性分析基因型、基因突变和多态性分析 分析基因组中不一样基因与性状或疾病关系分析基因组中不一样基因与性状或疾病关系 第17页3 3 疾病诊疗与治疗疾病诊疗与治疗 遗传病相关基因定位遗传病相关基因定位:产前筛查与诊疗产前筛查与诊疗 肿瘤诊疗肿瘤诊疗 感染性疾病诊疗感染性疾病诊疗 4 4 药品研究中应用药品研究中应用 新药开发新药开发 发觉药品新功效发觉药品新功效 调查药品处理细胞后基因表示情况调查药品处理细胞后基因表示情况 对药品进行毒性评价对药品进行毒性评价 第18页5 5 基因芯片在中医学领域中应用基因芯片在中医学领域中应用 药品筛选药品筛选 中医中医“证证”本质研究本质研究 针灸原理研究针灸原理研究 6 6 其它应用其它应用 环境化学毒物筛选环境化学毒物筛选 体质医学研究体质医学研究 第19页蛋蛋 白白 质质 与与 抗抗 体体 芯芯 片片u原理：原理：芯片上固定分子是蛋白质如抗原或抗体等；芯片上固定分子是蛋白质如抗原或抗体等；蛋白分子、蛋白与核酸、蛋白与其它分子相互作用蛋白分子、蛋白与核酸、蛋白与其它分子相互作用 u应用：应用：蛋白质结构功效研究；医学诊疗和医疗；蛋白质结构功效研究；医学诊疗和医疗；新药开发；生物工业等新药开发；生物工业等u难点：难点：蛋白质纯度；蛋白质固定蛋白质纯度；蛋白质固定第20页发发 展展 趋趋 势势u 降低所需费用降低所需费用u 深入提升自动化深入提升自动化u 扫描、数据分析等方面：软件开发扫描、数据分析等方面：软件开发第21页 生物导弹 生物导弹定义生物导弹定义 生物导弹技术概要生物导弹技术概要 生物导弹应用生物导弹应用 生物导弹优点生物导弹优点和和缺点缺点 生物导弹前景生物导弹前景 参考参考 第22页“生物导弹生物导弹”是是免疫免疫导向导向药品药品形象称呼，形象称呼，它由它由单克隆抗体单克隆抗体与药与药品、酶或放射性同位品、酶或放射性同位素配合而成，因带有素配合而成，因带有单克隆抗体而能单克隆抗体而能自动自动导向导向，在生物体内与，在生物体内与特定目标细胞或组织特定目标细胞或组织结合，并由其携带药结合，并由其携带药品产生治疗作用。品产生治疗作用。第23页单克隆抗体 单克隆抗体含有高度专一性，能够识别细胞表面抗原、各种受体、各种体液成份及细胞内和组织内各种成份，能准确地瞄准和捕捉靶细胞，特异性地与靶目标发生反应.第24页技术概要技术概要：生物导弹在核医学上，尤其在生物导弹在核医学上，尤其在人体扫描图技术人体扫描图技术和和肿肿瘤定位瘤定位方面已取得很大进展。方面已取得很大进展。比如，向病人血液中注比如，向病人血液中注射用示踪量射用示踪量放射性物质放射性物质标识单克隆抗体。因为标识单克隆抗体。因为肿瘤细胞表面有特异性肿瘤细胞表面有特异性抗原可与单克隆抗体结抗原可与单克隆抗体结合，因而这种抗体合，因而这种抗体放射性同位素结合物放射性同位素结合物就就不停积累在不停积累在肿瘤肿瘤上。应上。应用常规核医学显示微仪用常规核医学显示微仪器扫描病人身体，放射器扫描病人身体，放射活性活性密集区域密集区域即肿瘤所即肿瘤所在部位。在部位。第25页生物导弹应用：生物导弹除了能够诊疗、治疗癌症和一些疾病外，最有生物导弹除了能够诊疗、治疗癌症和一些疾病外，最有希望是在希望是在组织与器官移植组织与器官移植过程中用以过程中用以净化骨髓。净化骨髓。净化骨髓。净化骨髓。在治疗肿瘤过程中各种弹头能够用于：放疗、化疗、免在治疗肿瘤过程中各种弹头能够用于：放疗、化疗、免疫毒素多功效抗体、抗疫毒素多功效抗体、抗idiotype抗体抗体。第26页生物导弹优点生物导弹优点 和和新型生物导弹缺点新型生物导弹缺点第27页新型生物导弹优点新型生物导弹优点1、对人体不会引发异种蛋白所致免疫反应。2、分子较小易进入分子较小易进入特定细胞和组织。特定细胞和组织。4、比较轻易大量生产。比较轻易大量生产。3、能依据需要设计能依据需要设计特定成份抗体。特定成份抗体。第28页生物导弹正越来越广泛地在人类疑难疾病生物导弹正越来越广泛地在人类疑难疾病诊疗中，发挥其它常规药品无法到达独诊疗中，发挥其它常规药品无法到达独特和卓越效能。特和卓越效能。第29页 前景前景 现阶段，能够特异中和现阶段，能够特异中和HIV感染感染病毒、杀伤病毒、杀伤HIV感染细胞并可进感染细胞并可进行免疫重建生物导弹，可用于行免疫重建生物导弹，可用于AIDS辅助治疗辅助治疗和回复机体正常和回复机体正常免疫功效，该制剂是当前国内免疫功效，该制剂是当前国内研究研究最为有效最为有效基因工程生物治基因工程生物治疗辅助制剂。将预期按计划完疗辅助制剂。将预期按计划完成临床前和临床试验，争取早成临床前和临床试验，争取早日申报新药证书，投放市场。日申报新药证书，投放市场。第30页