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细胞分子生物学技术

细胞分子生物学技术

细胞分子生物学技术范文第1篇

关键字:生物技术制药;应用;研究现状

一、前言

采用现代生物技术人为的创造或者改变自然条件,以微生物或动植物细胞为载体生产医用药物的过程,称为生物技术制药。生物制药的飞速发展在治疗癌症、神经退化性疾病、自身免疫性疾病、冠心病、银屑病等方面发挥着重要的作用[1],解决了大量传统药物无法解决的困难。

二、 基因工程制药

2.1 基因工程制药的原理。基因工程制药是指先确定治疗某种疾病的关键性蛋白质,通过获取该蛋白质的编码基因,对其基因进行改造或大规模扩增,然后转入到相应的可以大规模表达的受体细胞中去,在细胞的繁殖过程中大量生产这一药用蛋白的过程。

2.2 基因工程制药的简要流程。基因工程制药的主要流程为[2]:目的基因的获得、组建重组质粒、构建基因工程细胞体、培养工程细胞体、分离纯化表达产物、除菌和质量检测、包装上市。

2.3 基因工程制药的应用。基因工程制药在医药领域最重要的应用是新药的研究开发以及传统药物的改进。主要应用于激素、细胞因子、溶血栓类生理活性物质的生产,抗体和疫苗的生产。例如α-重组人干扰素、白介素、转化生长因子、核酸疫苗、转基因疫苗等。[3]

三、动、植物细胞工程制药

3.1 动物细胞工程制药的相关技术。目前用于生物制药的动物细胞有四类[4]:原代细胞、二倍体细胞系、融合或重组的工程细胞系、转化细胞系。原代细胞指直接取自动物器官的细胞。二倍体细胞系是指取自动物胚胎并经过传代筛选克隆,具有一定特性的细胞。工程细胞系则指通过细胞融合或基因重组,对细胞遗传物质进行改造,使其具有稳定遗传的独特性状的细胞。转化细胞系是由某个转化过程得到的具有很强增殖能力的细胞。

动物细胞工程制药的主要技术有:细胞融合技术、细胞器移植技术、染色体改造技术、转基因技术、细胞大规模培养技术。[5]

3.2 植物细胞工程制药的研究进展。植物细胞工程制药是利用现代生物工程手段对植物细胞体系进行大量培养,并直接获得有用化合物或以其提取物为底物合成其他物质的过程。现今植物细胞工程制药的研究技术主要包括[6]:大规模植物细胞培养生产药用成分、植物生物反应器、细胞级微粉碎加工技术、生物酶解技术、转基因植物生产药物、植物细胞生产有用次级代谢产物。例如[7]通过建立红豆杉细胞系,采用生物反应器培养生产抗癌药物紫杉醇。

3.3 动植物细胞工程制药的应用。我国现阶段细胞工程制药的应用重点在于[8]:人源化抗体的研制和生产、“分子药田”工程、“动物药厂”计划。其中,人源化抗体的研究是利用噬菌体抗体技术、嵌合抗体技术等生产疗效更好,更适合于人使用的单克隆抗体。“分子药田”和“动物药厂”则是利用转基因技术以植物和动物细胞为载体大量生产医用蛋白。

四、抗体制药

4.1 抗体制药技术。抗体制药领域的主要技术有[9]:抗体高通量大规模制备技术、动物细胞表达抗体产品大规模培养技术、人源化抗体的构建及优化技术、抗体工程药物标联及增效技术。高通量大规模制备技术的常见方法是利用杂交瘤快速筛选、工程抗体库和人记忆B细胞,大规模快速高效的制备单克隆抗体。动物细胞表达抗体大规模培养则是利用细胞表达体系和体外翻译系统,生产外源抗体蛋白。人源化抗体则属于基因工程抗体范畴,抗体的亲和力显著提高。抗体药物标联增效则是利用抗体的靶向作用,标记同位素、化学药物或毒素,以提高抗体疗效,降低抗体用量。

4.2 代表性抗体药物。目前出现的具有代表性的抗体药物主要有:抗CD20单抗、抗HER2单抗、抗肿瘤坏死因子单抗、抗VEGF单抗、抗EGFR单抗和抗HAb18G/CD147抗体。

五、酶工程制药

5.1 药用酶的来源。药用酶作为具有催化功能的大分子蛋白质,可以直接从生物体中分离也可以化学合成。但目前最主要的获取方式仍为从生物体中提取以及发酵生产。[10]随着动植物细胞大规模培养技术的发展,通过培养动植物细胞获得药用酶蛋白的方法成为了最主要的手段。

5.2 酶工程制药在医药领域的应用。酶工程制药在疾病的诊断和治疗方面有着广泛的应用。由于酶的高效催化特性,使其有着可靠便捷又迅速地诊断和治疗特点,在临床上广泛应用。酶学诊断包括两方面:一是利用体内原有酶活的变化诊断;二是利用酶反应测定体液中物质含量变化诊断。而在治疗方面则有着各种各样的药用酶类,包括:蛋白酶、溶菌酶、超氧化物歧化酶、尿激酶等。

酶工程制药在生产方面也有着广泛的应用。例如利用青霉素酰化酶制造半合成青霉素和头孢霉素、利用β―酪氨酸酶制造多巴等。酶工程制药在分析检测方面的应用则包括酶法检测和酶法分析。

六、总结

随着生物技术的发展以及生物技术制药在应用方面的深入研究,生物技术药物将不仅仅局限于“疑难杂症”的治疗,其使用的广泛性和普遍性将得到大大提高。各种生物技术药品的发展成熟将极大地改善人类的生活水平和对疾病的治疗能力。

参考文献:

[1] 靳坤, 李洋, 李乾, 等. 我国生物制药研究进展及展望[J]. 现代生物医学进展, 2012, 12(2): 370-372.

[2] 黄榕珍. 基因工程制药应用及研究进展[J]. 海峡药学, 2011, 22(12): 5-8.

[3] 李淑娟. 基因工程制药的研究和应用[J]. 科技经济市场, 2012 (11): 17-18.

[4] 马瑞丽. 动物细胞工程制药的研究进展[J]. 科技资讯, 2007 (14): 28-29.

[5] 叶敏. 动物细胞工程的现状和展望[J]. 细胞生物学杂志, 1984, 4: 013.

[6] 赵玉平, 杨夏, 高峰丽. 植物细胞制药的研究进展[J]. 中国中医药现代远程教育, 2012, 10(12): 163-164.

[7] 余响华, 邵金华, 袁志辉, 等. 植物细胞工程技术生产紫杉醇研究进展[J]. 西北植物学报, 2013, 33(6): 1279-1284.

[8] 李刚, 刘鹏. 我国细胞工程制药的研究现状和发展前景[J]. 中国现代应用药学, 2002, 19(4): 278-281.

细胞分子生物学技术范文第2篇

1生物分析原理

将悬浮分散的单细胞悬液,经特异荧光染料染色后,放入样品管,在气体压力的作用下,悬浮在样品管中的单细胞悬液形成样品流垂直进入流式细胞仪的流动室,沿流动室的轴心向下流动,流动室轴心至外壁的鞘液也向下流动,形成包绕细胞悬液的鞘液流,鞘液和样品在喷嘴附近组成一个圆柱流束自喷嘴的圆形孔喷出,于水平方向的激光束垂直相交,相交点成为测量区。染色的细胞经激光照射后发出荧光,同时产生光散射。这些信号分别被呈90℃角方向放置的光电倍增管荧光检测器和向前角放置的光电二级管散射光检测器接收,经转换器转换或电子信号后,经模/数转换输入计算机,计算机通过相应的软件储存,计算,分析这些数字化信息,就可得到细胞的大小活性,核酸含量,酶和抗原的性质学物理和生化指标。

2细胞分选原理

在压电晶体上加上频率为30kH2的信号,使之产生同频率的机械振动,流动室也就随之振动,于是通过测量区的液柱断裂成一连串均匀的液滴。由于各类细胞的特性信息在细胞形成或液滴以前在测量区已被测定,并储存在计算机中,因此当某类细胞特性与要分选的细胞相同时,流式细胞仪就会在这类细胞形成液滴时给含有这类细胞的液滴充以标定的电荷,而不符合分选条件含细胞悬液滴及不含细胞的空白液滴不被充以特定电荷。带有电荷的液滴向下落入偏转板间的静电场时,依所带电荷的符号分别向左偏转和向右偏转。落入指定的搜集器内,不带电的液滴不发生偏转,垂直落入废液槽中被排出,从而达到细胞分类,收集的目的。

3主要性能指标

荧光测量的灵敏度:流式细胞技术均可检测到

分辨率:分辨率是衡量仪器测量精度的指标,通常用变异系数CV表示,流式细胞仪最佳状态CV

流式细胞仪的分选速度为:3000个/s~6000个/s。大型仪器可达每秒几万个细胞。

4流式细胞技术的临床应用与分析

流式细胞仪是今年来发展起来的现代细胞学分析技术中的常用仪器。它具备快速,准确量,化学特性。目前已广泛应用于免疫学,细胞生物学,血液学,肿瘤学,病理学,遗传学,临床经验学多领域。

4.1FCM在免疫学中的应用

流式细胞术是在细胞分析和分选的基础上发展起来的一种新的细胞参数计量技术。它以其快速灵活和定量的特点,广泛应用于免疫学理论研究和临床实践:有现代免疫技术基石之一之称。尤其同单克隆抗体的结合应用,在淋巴细胞及其亚群分析,淋巴细胞功能分析,免疫分型,分选,肿瘤细胞的免疫检测,机体免疫状态的监测,免疫细胞系统发生及特性研究等方面都起着相对重要作用。

4.2在血液学中的应用

血液病多为肿瘤性,免疫性和遗传性疾病,恶性血液病约占总数的一半以上,流式细胞仪(FCM)在血液病及淋巴瘤的发病机制,诊断治疗和预后判断学方面都具有重要价值。

白血病患者的异常细胞在分化过程中受外因,内因或突变等因素的影响曾克隆性异常增殖。白血病的免疫分型是选择化疗方案和判断预后的重要依据。FCM结合单克隆抗体的应用对白血病经行免疫分型。可以提高白血病分型诊断的符合率。可为指导治疗和判断预防提供帮助。

4.3流式细胞技术在细胞生物学中的应用

流式细胞技术在细胞生物领域内的应用,是流式细胞仪在基础研究中应用范围最广的领域。目前细胞生物学研究中,应用最频繁也是最普通的是细胞周期分析,包括细胞周期个时期的百分比和细胞周期动力学参数的测定内容。在方法学上除一般的化学染色方法外还有抗溴脱氧脲嘧啶核苷单克隆抗体技术,对同一细胞的参数测定技术则导致了对细胞周期的一些新发现,典型的方法是吖啶橙双染技术,这个技术不仅可以进行细胞周期分析,而且给细胞周期的研究带来了一些新的概念。流式细胞测量术和分选术在染色体,,和精细胞的研究及遗传学,分子遗传学也都有用武之地。

4.4流式细胞术在肿瘤学中的应用

流式细胞仪在肿瘤学研究方面已成为重要手段之一。近年来引起肿瘤研究者的极大关注。对于制定近年来荧光细胞化学技术的发展以及荧光探针标记单克隆抗体为流式细胞技术研究各种肿瘤抗原,肿瘤蛋白,致癌基因开辟了新途径,极大地提高了肿瘤研究水平,并为流式细胞技术在肿瘤学研究中开辟了更广阔的应用前景。

4.5流式细胞技术在AIDS病检测在的分析

流式细胞术用AIDS病免疫功能的检测的重要手段,采用参数荧光标记计数可对T淋巴细胞及亚群经行分析并通过动态监测T细胞亚群可以对HIV感染者或AIDS发病都进行区别。仅为HIV携带者,病毒未复制时,其Th细胞下降不明显。当发展为AIDS时Th细胞水平明显下降,如Th1细胞<Th2细胞时,HIV在细胞间的传播和感染更敏感,易发生AIDS。同时,当HIV阳性而无症状的患者,其Tc对Tc激活剂不反应者,其体内CD+4Th细胞水平下降迅速。条件致病微生物感染率也同时增加,对Tc激活剂反应敏感者,可维持CD+4Th细胞水平降低较慢或不降低,减少发生AIDS的几率。

4.6流式细胞仪对自身免疫性疾病相关HLA抗原的分析

有些疾病的发病常与一些类型的HLA抗原检出有关,在这些疾病中,某些HLA抗原检出率比正常人群检出率高,最典型疾病是强直性脊柱炎,其外用HLA-B27表达及表达程度与疾病的发生有很高的相关性,利用FCM可以进行HLA-B27/HLA-B7双标记抗体检测HLA-B27阳性细胞,同时又排除交叉反应。通58%~97%的强直性脊柱炎患者可检出这种抗原,而正常人仅为2%~7%检出这种抗原。FCM检测HLA-B27快速,特异,敏感,为强直性脊柱炎的临床诊断提供了有力帮助。

总之,流式细胞技术在血液学,肿瘤,细胞生物学和自身免疫性疾病临床诊断治疗中具有广泛的应用价值。

细胞分子生物学技术范文第3篇

生物技术(biotechnology),也被人们称作为生物工程,以现代生命科学为核心基础,结合其他类别的基础科学,并采用极为先进的科学技术手段,根据计划,对生物体进行改造或者是加工生物原料,进而生产人们所需要的产品。生物技术(biotechnology),利用动植物体以及微生物对物质原料进行加工,并生产处相关产品,为社会服务。其主要分成现代生物技术以及发酵技术两大类别。生物技术可以说是,现代生物学的发展以及和相关科学融合的产物,以DNA重组技术为根本,并包括了细胞工程、生化工程以及微生物工程和生物制品等。

2生物技术在制药中的应用

2.1细胞工程制药

就目前我国的生物技术(biotechnology)来讲,有关于细胞工程还没有一个统一的定义以及范围,通常认为,细胞工程就是根据分子生物学和细胞生物学的原理,并采用细胞的培养技术,对细胞进行水平的遗传操作。细胞工程大致上可以分为细胞质工程以及染色体工程和细胞融合工程这三种。而归根结底,细胞工程就是利用动物以及植物的细胞培养进而生产药物的技术。例如,利用动物细胞培养可身缠人类生理活性因子以及疫苗和单克隆抗体等产品;再如利用植物细胞培养可以大量的生产经济价值极高的植物有效成分,提取药材精华,也可以生产人类活性因子以及疫苗等重新组合DNA产品。值得注意的是植物细胞培养并不会受到客观的地理以及环境的影响,次级代谢的产物在产量上比较高。例如,人身皂苷在该组织培养中含量占干重的27%,而全株只有可怜的1.5%。现在不少药用植物,如三七和人参等的培养已经有了系统化的研究,并且充分优化了培养条件。值得庆贺的是人参细胞培养物的化学成分以及药理活性,相比于种植人参并没有明显的差异。关于细胞工程制药技术,在国外一些相关的细胞工程制药已经达到了商业化的生产水平,例如美国的Phyto公司的紫杉醇的生产商已经达到了75000L的生产规模,而日本植物细胞培养反应器的规模达到了4000L~20000L的惊人地步。除却大规模的细胞培养技术,不定根组织与毛状根的培养也特别成功。例如培养的黄芪毛状根的药效与药用黄芪不分上下,而在丹参毛状根的培养上,其含有的丹参碱,能在分泌中得到培养。例如,希腊毛地黄细胞,在褐藻酸盐的固定化培养中,可以将其中有毒物质的毛地黄苷转化成为地高辛,在利用紫草细胞培养技术生产出紫草宁等。而根据野生新疆雪莲的辐射以及抗炎等作用,贾景明等相关技术人员进行了天然新疆雪莲镇痛以及抗炎和抗辐射与细胞培养的药理实验,而实验表明,新疆雪莲细胞的培养物完全可以称为野生新疆雪莲的替代品,其药效与野生新疆雪莲几乎相同,而该实验也取得了深入开发应用的极高价值。而细胞培养技术甚至可以进行如犀角等极为昂贵的药用动物器官的培养,在解决资源的短缺同时,有效的保护了稀有动物的生存。

2.2发酵工程制药

生物技术中的发酵工程,又称为微生物工程,是指利用现代生物工程的技术,利用微生物的相关特定功能,生产出对人类有用的产品,或者直接把微生物应用于工业生产中。发酵工程制药是利用微生物的代谢过程,所生产药物的生物技术。例如人们普遍认知的抗生素、氨基酸以及维生素等。而发酵工程的制药在研究也主要在微生物菌种的筛选和改良上,还有极为重要的产品后处理也就是分离纯化。在现如今的社会中,DNA的重组技术在微生物菌种改良上起到了举足轻重的作用。在上世纪七十年代,细胞融合以及基因重组技术的飞速发展的情况下,发酵工程进入了现代化的发酵工程阶段。不仅仅是酒精类饮料以及醋酸和面包,并且猪脚生产了生长激素以及胰岛素等多种医疗保健药物。周晓燕等相关研究人员用精良选育的猪芩PU-99菌做生产菌株,在1t灌中生产,菌丝体重达2.3%,含粗多糖31%;该实验充分的利用了发酵工程,并在当时得到了广大的认可。利用微生物成长代谢来炮制中药,比一般的物理或化学炮制手段更为优越,能较大幅度的改变中药的药性,并且提高疗效的同时,大大减轻毒副作用,使得中药活性成分结构提供了新的途径。

2.3酶工程制药

酶工程是利用酶、细胞或者细胞器具有特殊催化功能,并使用生物反应相关装置以及通过一定的技术手段生产出的人类所需要的产品。这是一种酶学理论与化工技术两相结合而形成的新型技术,现如今依旧有数十个国家采用了固定化酶以及固定化细胞,进行药品的生产。酶工程可以说是现代生物技术组成的重要部分,酶工程制药也是将酶用于药品生产的技术。固定化酶可以全程合成药物的分子,并且还能用于药物的转化。而我国就是充分的利用了微生物并使用两步转换法生产出了维生素C。就我国的酶工程制药来讲,其主要研究方向在,各种酶(细胞)的固定化以及产药酶的来源和酶反应器还有相关的操作条件等。可以说酶工程应用具有极其广阔的发展前景,该技术将使得整个发酵工业和化学合成工业发生巨大的变革。

2.4基因工程制药

基因工程是在基因的水平上,按照人类的需求,有针对性的涉及,并且按照设计的方案,生产出具有某种新的形状的生物产品,并且使得其可以稳定的遗传给后代。基因工程的设计与与工程设计有些类似,既显示出理学的特性,也具有工程学的特点。工程制药也是通过将DNA重组技术应用到疾病的治疗中,例如蛋白质、酶以及肽类激素和其他药物的基因转移到宿主体内,使得细胞繁殖,最终获得相关的药物。如苯丙氨酸以及丝氨酸和次生代谢的产物所制成的抗生素,通常是一些人体内的活性因子,例如白细胞介素-2和胰岛素以及干扰素等。而目前我国基因工程的研究方向,主要在基因的鉴定以及克隆和基因载体构建的产物的表达以及分离纯化等。人类掌握基因工程技术在时间上虽说不是很长,但已经获得了很多具有实际应用价值极高的成果,而基因工程为现代生物技术组成的重要部分,在未来相当长的一段时间里,都会在制药中发挥出极大的作用。

3结束语

细胞分子生物学技术范文第4篇

【关键词】流式细胞术;免疫学检查

【中图分类号】R19 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2013)11-0523-01

前言:流式细胞术可以告诉的分析上万个细胞,同时得出多个参数,具有速度快、精度高、准确性好的特点,是现存的最先进的细胞定量分析技术,在免疫检查方面运用很普遍。尤其在近些年,流式细胞术在免疫学检查方面不断取得新的突破,不断有新的成果面世。

1 流式细胞术的原理

流式细胞术技术可以在一定的液流系统中, 快速测定单个细胞或细胞器的生物学性质,并把特定的细胞或细胞器从群体中加以分类收集的技术。在应用的过程中要用到流式细胞仪, 流式细胞仪的基本工作原理是采用激光作为激发光源,利用荧光染料与单克隆抗体结合的标记技术,通过计算机系统对流动的单个细胞或微粒的多个参数信号进行数据资料处理,从而对目的细胞或微粒进行详细的分析。常用的标记方法为直接免疫荧光染色和间接免疫荧光染色,采用的是抗原抗体特异性结合的原理。直接免疫荧光法多用于对细胞表面标志的染色分析,选用单克隆荧光抗体,直接与相应抗原反应。每检查一种抗原就需要制备一种荧光抗体,特异性高,缺点是敏感性偏低。间接免疫荧光法是选用特异性单抗与待测细胞结合后,再用荧光二抗进行标记染色,形成抗原-抗体-荧光抗体复合物后上机检测分析。此法应用广泛,最适宜检测一些新的未知抗原,进行一些研究分析。这种方法只要标记几类种属特异性不相同的二抗即可。由于流式细胞仪及软系统的飞速发展,为了获取双参数或多参数数据资料,需要进行荧光抗体的组合标记,常采用二色、三色、四色甚至更多标记。

2 流式细胞术在免疫学各方面的应用

2.1淋巴细胞功能分析

淋巴细胞表面抗原的检测不能完全了解淋巴细胞的功能,需要对细胞内细胞因子或体外培养细胞后进行相关指标测定。检测细胞因子的方法有酶连免疫斑点法、有限稀释分析法、原位免疫组化法等。每种方法都有自己的特点,但相比较,流式细胞术法更有优势。它不仅可检测细胞群中单个细胞分泌的特有或共表达的不同因子,确定产生细胞因子的阳性细胞的百分率,而且可同时确定阳性细胞的表型,是一种可以在单细胞水平研究细胞因子的有效方法,另外还可在同一细胞内同时检测两种不同的细胞因子,也可用多参数流式细胞术对胞内多种细胞因子进行测定。

2.2细胞抗原表达的研究

细胞抗原(表面抗原、胞内抗原)的表达与细胞的其它生物学变化一样,是细胞周期和增殖活动中的一种现象。研究正常细胞和肿瘤细胞增殖、分化及周期活动中的抗原表达,对于加深对细胞发育、分化、成熟的了解和对肿瘤发生发展、浸润转移、肿瘤细胞异质性及其写肿瘤诊断、治疗、抗药性等的认识十分重要.用FCM(流式细胞术)研究细胞抗原表达比传统手段具有许多优越之处。目前FCM已应用于抗原表达的遗传基础研究、抗原表达与细胞周期关系研究、细胞不同生长期抗原表达观察、细胞生长环境与抗原表达关系研究以及细胞质内抗原、核抗原、细胞器抗原成分等方面研究.

2.3使用流式细胞术进行移植免疫判断 通过流式细胞术

可以准确进行移植免疫判断,对移植器官的成活情况做出准确了解。 在这个过程中,通过交叉配型以及群体反应性抗体检测,可有效完成该项检测活动。 由于交叉配型阳性移植患者的排异反应明显高于交叉配型阴性移植患者,通过流式细胞术对交叉配型进行检测,可实现对移植器官的免疫情况进行检测。 还可以对 IgA、IgG、IgM 进行检测,给医生提供更加具体详细的临床信息,从而辅助医生进行临床治疗方案作出选择。

2.4对淋巴细胞亚群进行分析

血液中淋巴细胞免疫表型(亚群)分析是 FCM最主要的功能之一。通过 FCM 分析淋巴细胞免疫表型,不仅对于了解淋巴细胞的分化、功能、鉴别新的淋巴细胞亚群有重要价值,而且通过研究大多数疾病的特异性淋巴细胞亚群或某些细胞表面标志的存在、缺乏、过度表达等,对免疫性疾病、感染、肿瘤等疾病的诊断、治疗、免疫功能重建等都有重要的临床意义。在检测血液中淋巴细胞免疫表型时,FCM 的高灵敏度、高速度和多参数分析比其他方法更精确,故 FCM 被认为是血液中淋巴细胞免疫表型分析的标准方法图。FCM 可以同时检测一种或几种淋巴细胞表面抗原,将不同的淋巴细胞亚群(包括CD4+、CD8+)区分开来,并计算出 CD4+/CD8+的比例,通过对病人淋巴细胞各亚群数量的测定来监控病人的免疫状态,如正常人群淋巴细胞 T4/T8 比值大约为 2/1,但在人体细胞免疫力低下时可出现比例倒置。这一技术将对人体细胞免疫功能的评估、免疫功能性疾病的分析以及各种血液病及肿瘤的诊断和治疗起到重要作用。

3 对流式细胞术的前景展望

流式细胞仪不断改进、测定方法迅速发展以及高质量试剂的研制,为提高FCM检测结果的准确性和分析能力提供了保障。长期以来FCM的应用一直陷于对细胞或颗粒的分析,随着胶乳颗粒在流式细胞分析中的应用,“液相芯片”技术的出现实现了流式细胞仪对可能性物质的分析,实现了样本分析时的低样本量、多参数检测。流式细胞仪从单纯大型仪器发展为适应各种实际应用的便携式、台式、高分辨率、高质量分选的研究型流式细胞仪;采用的荧光试剂,从非配套试剂发展为配套的试剂盒。另外,流式微球阵列技术也属于液相芯片技术。这些技术将FCM的应用领域进一步扩展,发展了一种新的技术平台。可以预见,在未来免疫学基础研究和临床检测领域,流式细胞术的应用范围会进一步扩大,应用深度会进一步加强。虽然,这种方法还具有一些自身的缺点,如价格昂贵、对操作人员要求高等,但是这些缺点一定会随着科学技术的进步逐步被克服。

结语:流式细胞术在一定程度上促进了免疫学检查的发展,而在一些方面流式细胞术的技术还有很多提高和发展的空间。总之,流失细胞术技术凭借快速、高效的特征已广泛应用各个领域,大大促进了现代科学技术以及医学技术的发展。我们要重视这一方面的研究,投入更多的资金、人才和技术更好的做好流式细胞术的研究,促进医学上免疫学检查的更好发展。

参考文献:

[1] 朱建忠.度洛西汀合并认知行为疗法治疗老年抑郁症疗效对照研究

细胞分子生物学技术范文第5篇

目的 组织工程的提出、建立和发展,为最终实现脊髓损伤的修复和真正意义上的结构、形态与功能重建开辟了新的途径。支架的生物活性、三维结构和表面微观结构,材料的降解性等众多因素都对细胞增殖,分化和组织形成有明显影响。组织工程的发展也将改变传统的医学模式。使得再生医学得以进一步发展并最终用于疾病的治疗。本文结合国内外文献,对脊髓损伤支架成形技术的研究进展作一综述。

【关键词】 脊髓损伤 成型技术 组织工程

脊髓损伤(Spinal Cord Injury,SCI)是严重危害人类健康,发病率高[1]和死亡率高[2]的疾病,由于损伤常导致损伤平面以下运动及感觉功能不完全或完全丧失,给个人、家庭、社会带来巨大经济负担。20世纪80年代,美国哈佛大学医学院Joseph P Vacanti教授和麻省理工学院Robert Tanger教授在《科学》杂志,阐述组织工程学的基本原理、未来的发展方向和应用前景,引发组织工程学在全世界的兴起和发展,成为治疗因疾病、创伤、遗传等因素所造成的组织或器官损伤的理想方法。1984年Wolter首先将软骨细胞种植于可降解生物材料聚羟基乙醇(PGA)形成软骨组织,肝细胞接种于中空纤维以代替部分干组织工程的研究,被誉为是组织工程研究的最初尝试。近代,随着雪旺细胞[3],脊髓间质干细胞[4]以及胚胎细胞[5]等具有生长潜能的细胞的发现,利用组织工程学发现移植细胞为治疗脊髓损伤带来了新的希望。

1 目前现状

在脊髓损伤的治疗中,传统的方法如减压疗法、冷冻疗法最为普遍,但这是一种“以创伤治疗创伤”的治疗模式,如何在修复资质结构的同时重建其功能,并克服上述治疗方法的缺陷,成为组织工程方法修复的直接任务。组织工程的兴起和发展,极大符合脊髓损伤修复的理想要求。组织工程支架是对细胞外基质结构和功能的仿生,起到支撑固定细胞的重要作用,为细胞的生长和组织的再生提供必要生存环境[6]。种子细胞如雪旺细胞、干细胞的发现,生物材料如聚乙醇酸[7],聚D,L-乳酸、聚羟基乳酸的发展,为组织工程方法治疗脊髓损伤的进一步发展提供技术储备。目前,根据生物材料的理化特性,采用何种成形技术方法制备出理想支架成为研究的热点和难点。理想的组织工程支架除应具备一般的特性外,还应具备适合的孔径(100-400μm)和空隙率(>80%),良好的细胞相容性,三维结构和微观结构等特质。

2 理想支架的特质和形成方法

2.1 构建-适合孔径和空隙率 (1) 相分离技术:相分离技术主要是利用热动力学原理在聚合物溶液中形成聚合物的富相和穷相,通过升华等方式除掉集合物的穷相 ,从而得到多空的聚合物支架。此法还可以将细胞生长因子引入到制备的多空支架中去。将聚乳酸按6%的重量比加入到二氧杂环乙烷与水的混合液中(重量比为87∶13),然后加热到63℃是聚乳酸溶解。将制备的溶液置于试管中,在20~35℃的温水中侵泡5~60分钟,然后将试管直接在液氮中冷冻。应用该技术获得生物细胞支架的孔隙率高达90%,但孔径在100μm以下。(2)溶液浇铸/粒子析出技术 生物材料被溶于一种合适的溶剂,并被浇铸到以各模具中,然后除去溶剂和致空剂,留下已固定成所需形状的支架。该技术使用氯化钠、糖类晶体等不溶有机溶剂的颗粒作为致孔剂。将聚乳酸溶于氯仿中、,浇铸到模具中,干燥以除去有机溶剂,最后在蒸馏水中除去致孔剂得到支架。Shastri[8]等人利用氯化钠颗粒作为致孔剂,制备出孔隙率为87%,孔径大于100μm ,厚度可达2.5cm。但在制备过程中,可能残留有毒的有机溶剂。

2.2 加固-三维立体结构

2.2.1 择性激光烧结技术 该技术是采用激光烧结粉末层,一层一层地烧结成固体,直至支架形成以美国DTM开发应用较多。该法形成的支架有生物相容性和生物降解性,孔径和孔隙率以及支架的物理性质和化学性质都可以在加工过程中通过材料配方和加工条件调节。此法的优点是无需设计和结构支撑[9],无需溶剂,具有良好的压缩性,精密度相对较好。 Williamsa[10]等采用该技术制备成的聚己内酯(PCL)三维多孔支架,支架的压缩模量达到52-67Mpa,性质与天然的组织结构相似,更能与细胞相结合。

2.2.2 三维打印技术 三维印刷技术(3-D Printing )是首先由美国麻省理工学院开发成功,并很快用于组织工程支架成形的制备[11],其中以美国ZCorporation为代表。三维印刷技术是运用喷墨打印技术对粉末材料的加工,按照预定程序打印出聚合物粉末和溶剂,逐层形成三维支架[12],还可满足对色彩打印的需求[13]。Tay[14]等用三维印刷技术将聚已内酯和聚乙烯醇的混合粉末制成支架,再用过滤法将聚乙烯醇除去,得到多孔的支架。观察发现过滤后的支架疏松柔韧,孔的结构具有较高的连通性,更有利于细胞之间营养物质的交换 [15]。

2.3 修整-细胞相容性

2.3.1 物理吸附或涂层法 此法是最为简单的生物材料表面改性技术,在化学惰性的聚合物表面涂敷一层具有良好细胞相容性的材料,可显著提高其细胞相相容性。Chen[16]等将多孔支架和胶原溶液一起抽真空下,然后释放负压,从而将胶原溶液导入多孔支架材料内部,干燥后实现了胶原在多孔支架中的涂层。细胞培养证明细胞在胶原涂层后的多孔支架的内部均匀地铺展在表面,而在孔百支架中的细胞呈球形。随着培养时间的延长。胶原涂层的多孔支架中的细胞增多,分布更加均匀,而在空白支架中细胞严重地发生聚集。

2.3.2 等离子体引发表面接枝聚合 等离子体等是应用最广泛的生物材料表面改性技术。采用空气等气体,通过等离子体,将一些极性的基团引入化学惰性的生物材料表面,提高其细胞相容性。Lee[17]等采用空气等离子体处理。在聚乙烯膜或可降解聚合物PLGA表面引入亲水性的含氧官能团,通过控制功率可获得不同亲水性的表面,提高了对细胞的相容性。贝建中[18]等才用氨气等离子体处理聚乳酸表面,提高了材料的亲水性和对3T3细胞的相容性,在处理后的聚乳酸表面涂层胶原,可得到稳定的胶原涂层,提高了材料的细胞相容性。

2.4 装饰-化学拓扑结构和表面微图案

2.4.1 软刻技术 该技术具有确定拓扑结构的技术。细胞在体内生长表现出细胞的移动,就会显现出方向、生长密度与形态的各项异性。通过光刻技术改变支架的表面化学拓扑结构,可控制细胞的生长与移动方向。Wen[19]等采用表面的软刻技术在金表面微接触印刷;了疏水的十六烷基硫醇和亲水的三缩乙二醇为端基的葵硫醇化学图案,再经过纤维粘连蛋白处理。可见纤维粘连蛋白选择性吸附早十六烷基硫醇的疏水区,但在亲水区域则没有吸附。细胞培养发现,细胞选择性地黏附在印有化学图案的纤维粘连蛋白区域。

2.4.2 光刻技术 光刻技术是一种先应用于电子技术领域,制备具有表面微图案的技术。与软刻技术不同。不仅是化学拓扑结构可控制细胞的生长与移动,表面微图案对细胞的移动与取向同样具有调控作用细胞在体内增殖按照一定的方向和形状如切力方向、纤维方向、沟槽方向生长。Clark[10]等人利用光刻技术在支架上刻出超密槽表面,间隔260nm深100-400nm来模拟具有形状的微图案,结果发现在凹槽表面成列生长,促进细胞生成轴突的形状。

3

展望

组织工程的快速发展,使组织工程支架的研究不仅是某种特质的单独研究,而是为了使支架具有适合移植的特质,从而真正的解决组织或器官损伤的疾病。目前,种子细胞和生物材料发展迅猛,利用现有的成形技术制备出具有支架的一般特性和特有的性质如适合的孔径(100-400μm)和空隙率(>80%),良好的细胞相容性,三维结构和微观结构,成为具有重大意义的突破。因此,兼有适当的生物降解性、良好的细胞想容性和生物活性的支架是组织工程支架威力啊的发张趋势之一。建立在材料-界面蛋白质-细胞-生物系统相互作用模型基础上的生物相容性内涵,指出了获得理想化组织工程支架的一个重要方向。利用各种表面构建与改性技术,将生物活性物质固定在材料表面得到的杂化的生物活性支架,则可为细胞在支架中的生长与分化创建一个更加接近于体内的良好的细胞外基质环境,从而为组织工程化器官的构建提供坚实的支架支持。

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