生物分子的分离与检测

21世纪是生命科学的世纪,生命科学的发展离不开研究手段(主要是分离、分析、测试手段)的创新和发展.而分析方法的发展也推动了生命科学的研究向更高、更深入的层次进展.     

生命科学对分析化学的挑战

本文从生命科学的发展,论述了生命科学与分析化学之间密切关系。对生物分析及生命科学前沿领域中热点生物大分子分析(核酸、蛋白质等),生物小分子分析(神经传递物质多巴胺和儿茶酚胺等),生物医学分析(临床分析、生物无机分析等)进行了评论。     

第一届全国生命分析化学学术报告与研讨会通知

随着生命科学研究的迅速发展，生命科学与其他学科的交叉已成为新的科学发展趋势。以方法和手段为研究要素的分析化学，早就与生物科学研究产生交叉。生命分析化学在为生命科学研究做出贡献的同时，也不断面临生命科学提出的种种挑战。随着功能基因组学、结构基因组学、蛋白组学、代谢组学、糖组学等重大研究计划的不断提出，以及化学生物学、系统生物学等新型学科的诞生，生命分析化学正面临新的更严峻的挑战。无疑，这将有力地推动我国生命分析化学的发展，以及与分析化学相关的科学研究，对国家安全、经济发展和国民生活质量都具有重大的战略意义和现实价值。     

表面等离子体共振免疫传感器在蛋白质检测中的应用及其研究进展

表面等离子体共振(SPR)技术是20世纪90年代发展起来的一种新型技术,应用SPR原理可检测生物传感芯片上配位体与分析物之间的相互作用情况,在生命科学、医疗检测、药物筛选、食品检测及环境监测等领域具有广泛的应用需求.SPR技术可与免疫传感器结合,利用抗原抗体的特异性反应可用于各种蛋白质抗原的检测.本文重点总结了SPR免疫传感器在食品及医疗领域蛋白质检测的应用,综述了近年来SPR免疫传感技术在这该领域的研究热点及进展.     

我国化学生物学研究新进展

作为化学领域的一门新兴二级学科,化学生物学已经成为具有举足轻重作用的交叉研究领域,是推动未来生命和化学学科发展的重要动力。近年来,我国的化学生物学研究正在以前所未有的速度蓬勃发展,在基础建设、人才培养、研究经费支持等方面都有了长足的进步。尤其是以国家自然科学基金委"基于化学小分子探针的信号转导过程研究"重大研究计划为依托,我国的化学生物学工作者以小分子探针为工具,充分发挥化学与生命科学等多学科综合交叉的优势,对细胞信号转导中的重要分子事件和机理进行了深入的探索,在一些前沿方向上取得了突出的成绩,相关研究结果多次发表在顶级的国际期刊上。本文对近两年来我国化学生物学领域取得的突出进展加以归纳和介绍:(1)基于小分子化合物及探针的研究。利用有机化学手段,通过设计合成一系列多样化的小分子化合物,以这些探针为工具深入开展了细胞生理、病理活动的调控机制、细胞关键信号转导通路及重要靶标、抑制剂和标记物的发现、基于金属催化剂的活细胞生物分子激活等方面的研究;(2)以化学生物学技术为手段,着重发展了针对蛋白质、核酸和糖等生物大分子的合成、特异标记与操纵方法,用以揭示这些生物大分子所参与的生命活动的调控机制;(3)采用信号传导过程研究与靶标发现相结合,以实现"从功能基因到药物"的药物研发模式,发展了药物靶标功能确证与化合物筛选的联合研究策略;(4)以化学分析为手段,发展了在分子水平、细胞水平或活体动物水平上,获取生物学信息的新方法和新技术。这些研究成果极大地推动了我国化学生物学的进步。共引用63篇参考文献。     

将生物信息学与有机化学结合初探酶促反应原理与实践——介绍一个国外本科生实验并讨论其相关问题

21世纪是生命科学与信息科学高速发展的时代,化学作为理科的中心学科与此二者均有紧密的联系。伴随着各种交叉学科的诞生与发展,将信息科学技术整合有机化学方法并用于认知生物大分子进而解决生命科学问题也是大势所趋,而在生物化学与化学生物学基础教学中引入相关内容也具有前瞻性与必要性。国外化学本科的基础教育也切合时宜地以一个生物信息学的最常用软件PyMOL为例设计相关实验,让学生在了解反应中的有机化学机理的基础上,学习酶的三维结构,并探究酶催化该反应的原因。此设计结合了有机化学、生物化学、生物信息学、蛋白质结构生物学等多学科,可以加深学生对多肽与蛋白质的高级结构的认识,并为今后的生物化学学习与研究打下基础,同时有利于培养学生对于化学的兴趣,可谓一举多得。这对于培养交叉学科人才,做出开创性研究极为重要。对国内生物有机化学实验的设计有借鉴作用。     

纳米材料生物效应及其毒理学研究进展

纳米科学与信息科学和生命科学并列, 已经成为21世纪的三大支柱科学领域. 由于纳米材料独特的物理化学性质, 纳米尺度及纳米结构的材料乃至器件, 已逐渐走出实验室, 进入人们的生活. 这些具有独特物理化学性质的纳米材料, 对人体健康以及环境将带来的潜在影响, 目前已经引起科学界, 乃至政府部门的广泛关注. 文中分析综述了几种纳米材料(纳米TiO₂、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管及超细铁粉)目前已取得的部分生物效应及毒理学的研究结果, 包括纳米材料在生物体内的分布、作用的靶器官、纳米材料引起的细胞毒性、细胞凋亡等. 文中还评价了纳米颗粒的生物毒性. 纳米颗粒的尺寸越小, 显示出生物毒性的倾向越大; 尽管碳纳米管是由石墨层卷成的圆筒, 但是根据石墨的安全剂量来外推碳纳米管的安全剂量是不可行的, 碳纳米管的生物毒性远大于石墨粉; 表观分子量高达60万的水溶性纳米碳管, 在小鼠体内却显示出小分子的生理行为; 一种正在研究的磁性纳米颗粒在动物体内显示出迅速团聚、堵塞血管等现象. 纳米材料在生物体内呈现出的这些生理现象, 仅利用现有的知识尚无法解释. 最后还介绍了纳米物质生物效应(包括毒理学, 安全性)研究的部分实验方法; 展望了该新领域今后的发展方向和亟待研究的重要问题.     

分子识别指导下的有机分子设计、合成和组装——世纪交替时代的有机化学

在21世纪即将来临之际,有机化学将面临生命科学、环境科学和材料科学越来越多的挑战。本文回顾了在分子识别指导下的有机分子的设计、合成和组装这个新领域的诞生和发展,认为这个领域将成为新世纪有机化学发展的一个重要方向。它的发展和应用不仅使得有机化学可能较好地面对新挑战,同时能推动有机合成化学自身的发展。     

纳米尺度和单分子水平上的化学生物学研究

化学生物学是化学与生命科学交叉融合的新兴学科。在纳米尺度和单分子水平上原位、活体、实时研究化学生物信息是化学生物学的重要研究方向。分析化学工作者利用纳米技术和分子生物学的最新研究成果 ,在这一研究方向取得了重要进展 ,为化学生物学的发展做出了积极贡献。本文重点介绍实验室利用生物亲和性核壳纳米颗粒和分子信标核酸探针所发展的一系列原位、活体、实时检测、分离生命体内痕量活性物质的新原理、新技术及其在化学生物学研究中的应用。     

多维立体分离分析技术面临的挑战性问题及对应策略

高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)等高效分离技术的发展为蛋白质组、天然产物、环境样品等复杂体系的分离分析提供了新的手段。然而一维分离模式所能提供的分辨率和峰容量仍十分有限,难以满足人们对复杂样品进行高效分离与高灵敏检测的要求。多维分离是近年来发展起来的一种新型复合分离技术,与一维分离模式相比,这种技术可以极大地提高峰容量,便捷地调整分离选择性,因此已成为近期分析化学领域的重要研究热点。多维液相分离方法可以采用不同的HPLC模式(如排阻色谱、离子交换色谱、亲和色谱、反相色谱等)和CE模式(如毛细管区带…