- A+
生物技术论文范文第1篇
近年来，随着我国的经济发展和社会进步，无论是地质找矿，还是工程勘察，对钻探的需求都越来越大，也都面临着地层越来越难打的问题。而金刚石———这一超硬材料的出现，不仅大大地提高了普通地层的钻进效率，而且解决了坚硬地层进尺难、不进尺等问题。然而天然金刚石在大自然中存在少，且难以开采，用于制作钻头成本高。近些年的人造金刚石，可以说很好地解决了这个问题。众所周知，金刚石由C原子构成，和石墨的成分一样，同为C元素的一种单质，区别在于石墨排列松散而金刚石排列致密。人造金刚石的主要原理即是利用高温高压使得石墨中本来松散排列的C原子重新定向排列，形成紧密、有序排列的金刚石。然而利用高温高压合成金刚石，不仅需要消耗大量资源、能量来提供高温高压环境，而且需要的时间长，合成出来的金刚石颗粒远远小于天然金刚石。故笔者想到，是否有其他方法，能够在常温常压下合成人造金刚石，并尽可能地缩短合成时间、增大合成所得的颗粒。大自然是神奇的，自然界存在许许多多神奇的生物，能够通过自身作用，产生对人类生产生活有用的物质，如蚕吐丝、蚌壳生珍珠，故笔者联想到，是否能利用生物来生产金刚石呢？
2实现的可能性讨论
2.1耐高温耐高压生物的找寻首先，我们想到，金刚石的制造需要高温高压，故要寻找能够制造金刚石的生物，我们可以从寻找能够在高温高压下生存的生物开始，逐步破解难题。通过查阅资料，我们发现，世界上生命力最强的生物———熊虫。熊虫又名水熊、水熊虫，是缓步动物门生物的俗称。这是一种小型动物，主要生活在淡水沉渣、苔藓植物水膜和潮湿土壤中，还有一少部分生活在海水潮间带。这些熊虫分布甚广，无论是在海拔6000米以上的喜马拉雅山脉，还是深度4000米以下的深海中，都有他们生活的足迹，北极、热带、温泉、深海中，都有分布。不仅如此，即使在真空中，水熊也可以生存。水熊，这种世界上生命力极强的生物，极难被杀死。水熊是一种小型动物，只能在显微镜下才能观察到。熊虫生命力极强，根据实验数据显示，具体体现在如下四个方面：（1）生存温度，即使在零下200℃的环境中，也能生存3-5天；当温度降至零下272℃时，亦能存活2分钟。（2）生存空气，熊虫在真空中能生存。（3）放射环境，熊虫不惧放射线，在5700格雷强度的放射线下存活良好（1格雷放射线相当于5000台胸透仪的放射强度，10~20格雷强度的放射线就能轻易杀死人类或者地球上大部分的动物）。（3）生存压力，即使在600兆帕的压力环境下也能生存。德国佛莱堡大学的拉姆（20世纪20年代）研究发现，即使将熊虫置于很极端的环境下，只要给予水分和正常温度，熊虫即能复活并且缓慢移动。另有科学家给予盐矿中冬眠数百年的水熊虫水分和营养，水熊虫能够苏醒并恢复。然而，通过以上分析，我们发现，世界上生命力最强的生物，却最多只能承受600mpa的压力和150摄氏度的温度，远远低于人造金刚石的熔媒法所需的静态超高压（50～100kb，即5～10GPa）和高温（1100～3000°C）。同时，我们发现，本身制造金刚石需要高温高压，那么寻找这样一种生物载体，却还是要将金刚石置于高温高压中，并没有从根本上解决问题。因此，从这个角度出发的生物制取金刚石的方法，并没有实际意义。
2.2蚕吐丝、蚌壳生珍珠的启示我们考虑是否能够通过蚕吐丝和蚌壳生珍珠的类似原理来制造金刚石，故首先我们先来分析蚕吐丝和蚌壳生珍珠的原理。蚕吐丝形成的原因：桑叶当中，含有水、蛋白质、糖类、脂肪等成分。蚕吃进桑叶以后，经过消化分解，吸收桑叶中的蛋白质和糖类，造成绢丝蛋白质。绢丝蛋白质再形成绢丝液，绢丝液经过蚕的吐丝和凝固作用，就成了丝茧。天然珍珠形成的原因：关键在于，刺激蚌的外套膜表皮细胞，使其急剧分裂增殖，逐渐形成珍珠囊从而包围刺激源。在此刺激下，蚌壳会分泌珍珠质，从而形成以刺激源为中心的珍珠。若刺激是均匀的，则形成的珍珠是圆球形的，若刺激是不均匀的，则形成的是非圆球形的珍珠。通过以上分析，我们发现，无论是蚕吐丝还是珍珠的形成，都是生物将该种物质的原料消化、整合、重新分泌，并且层层叠加，分泌凝固后从而形成不同形状的新物质。那么联想到这一点，我们考虑，是否有这样一种生物或者生物技术，能够将含C物质分解成C原子并将C原子按照金刚石的微观原子构造进行重新排列，即类似于微观操作技术，从而在常温常压下得到金刚石。鉴于现在化学技术发展水平，已经可以对原子进行操纵和排列，所以，以上想法是有可能实现的。然而，现在自然界中，并不存在一种能够消化含C物质并吸收分泌出C原子层层叠加的生物，故单纯利用自然界已经存在的生物本身特性制造金刚石在目前来看，是不具有实现的可能性的。
2.3实现性分析排除自然界中有生物能制造金刚石的可能之后，我们考虑采用当下火热发展的生物技术来制造金刚石。眼下，现代生物技术迅猛发展，现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程，它们逐渐影响着和改变着人们的生产、生活方式。所谓生物技术是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。根据前文分析，我们考虑用基因工程的方法来制取金刚石。基因工程要素包括外源DNA、载体分子、工具酶和受体细胞等。首先需要解决的是外源DN段，目前还未发现有生物可以产生碳单质，所以目前外源DN段的获取这一条件还未满足。不过，虽然目前还没有发现这一外源DN段，不过我们大胆的猜想，如果世界上有这样一种基因能够分解含C的化合物，从中得到C单质，并且能够将C单质按照金刚石的排列形状紧密重组、排列。那么就可以将此外源DNA导入受体细胞，利用生物在常温常压下得到金刚石，从而节省工业生产金刚石中提供高温高压而消耗的能源。所以，利用基因工程得到金刚石是有可能的，不过它的实现需要生物工程上的突破，现阶段只能是假设和猜想。此外，可以考虑利用细胞工程、基因工程中，对微观分子、细胞的操作技术，考虑对C原子按照金刚石的排列顺序进行重组排列，从而在常温常压下制取金刚石。
3结论
为了实现利用生物、生物技术制造金刚石的目的：
（1）我们首先考虑寻找耐高温高压的生物，即使世界上生命力最强的生物熊虫，也无法承受人造金刚石所需要的高温高压。而且我们发现，本身制造金刚石需要高温高压，那么寻找这样一种生物载体，却还是要将金刚石置于高温高压中，并没有从根本上解决问题。
（2）其次，我们借鉴蚕吐丝、蚌壳生珍珠的原理，得到常温常压下利用生物技术生产金刚石的思路：将含C物质分解成C原子，按照金刚石的微观排列构造顺序进行排列。
生物技术论文范文第2篇
由于篇幅限制，本文下面着重介绍聚合物纳米药物。迄今为止，用于纳米药物输送的载体主要是聚合物［12］。因为聚合物主要有以下优点：分子量大，由于EPR效应，作为载体能使药物在病灶部位停留较长时间，延长疗效。可通过调节聚合物物理化学性能和自身降解而达到缓释或控释药物的目的。易功能化，可把一些具有靶向作用或控释功能的组分键合在聚合物粒子表面。可调控的生物降解性，避免药物释放后聚合物载体材料在人体器官聚积，产生毒副作用。（1）聚合物键合药物。聚合物键合药物又称为聚合物前药，它们的生物活性取决于键合的小分子药物是否能够在病变区被及时释放出来。传统的小分子化疗药物在给药过程中遇到许多问题，如在水中溶解性和稳定性较差、体内迅速清除、毒副作用大等。聚合物键合药物采用化学桥联稳定药物分子，将小分子药物以可降解的化学键键合到聚合物骨架上，可以有效避免纳米颗粒在体内循环过程中不必要的药物泄露，而通过不同的化学键的选择，特别是那些对病变局部环境敏感的化学键，比如pH和酶敏感化学键，可以实现在肿瘤组织或肿瘤细胞内的可控释放，这使得其相对于通过物理相互作用包载型的纳米药物更加具有优势。常见的聚合物骨架包括聚乙二醇（PEG）、聚谷氨酸（PGA）、聚N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺（HPMA）。Duncan等研发了一系列HPMA抗肿瘤键合药物，目前正在进行临床I、II期研究。化疗药物是以Gly-Phe-Leu-Gly键合到聚合物骨架上。通过细胞内溶酶体的酶解作用，键合的抗肿瘤药物可以被有效地释放出来，达到了细胞内给药的要求［13］。再比如将galactose键合到聚合物骨架上可以有效地增加这些纳米药物的肝靶向性［14］。（2）聚合物-蛋白质结合体：聚乙二醇和多糖经常用于制备蛋白质高分子共价结合体。获FDA批准可在临床上使用的聚合物-蛋白质结合体大多数是由聚乙二醇制备的（PEGylation）。PEGylation可增加蛋白质的水溶性和稳定性，又可降低其相应的免疫原和抗原性，从而延长药物在体内的循环半衰期［15，16］。如罗氏公司生产的PEGasys（PeginterferonAlfa-2a）可以使干扰素在血清中的半衰期提高50-70倍［17］。高分子蛋白质结合体的制备方法有：带有功能基团的高分子链与蛋白质活性部位直接连接；将与蛋白质具有特异结合作用的分子首先与高分子以共价键结合，而后实现高分子与蛋白质的特异性结合。目前关注的热点之一是对于具有治疗作用的蛋白质和催化功能的酶等生物特异性蛋白质，与高分子结合后如何保持其生物功能的问题。（3）RNA纳米颗粒：在药物开发史上，化学药物和蛋白质药物已出现，RNA药物或以RNA为目标的药物将是药物开发的第三个里程碑。RNA是由腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）构成的一种核糖核酸高分子.与Watson-Crick的DNA碱基配对（A-T，G-C）的双螺旋链的结构不同，RNA的二级结构里经常出现一些非传统的碱基配对如环环相互作用。通过底端向上的“自组装”技术，包括模板法和非模板法，RNA分子可以构建种类繁多的和具有生物功能的纳米结构。RNA纳米治疗剂的独特之处在于，其支架、配体和治疗剂都是由RNA组成，由于其均匀的纳米级尺寸、良好的生物相容性、低毒性和目标特异性，使其有利于在活的机体内应用而不会在正常器官内积累［18］，为癌症的治疗提供了参考意见。郭培宣等人于1986年构建phi29DNA组装马达，是至今所能构建最强大的生物马达。1987年郭等人［19，20］报道了phi29噬菌体中由pRNA（packagingribonucleicacid，简称pRNA）驱动的纳米马达。该纳米马达的功能是包裹DNA并将DNA运送到病毒衣壳中，ATP为这种RNA马达提供能量。随后，郭的研究团队证明pRNA分子可以经过改造构建成二聚体、三聚体和六聚体的纳米颗粒，从而开创了RNA纳米技术［21，22］。利用此技术，该团队研发了一系列多功能RNA纳米治疗剂，可用于靶向治疗肿瘤，且不会损伤正常组织。例如［23-26］，利用重新改变结构的RN段携带多达4个治疗和诊断模块构建出了超稳定的X形RNA纳米颗粒。这些RNA纳米颗粒可纳入沉默基因的小干扰RNA，调控基因表达的micro-RNA，靶向癌细胞的核酸适体，或是能够催化化学反应的核酶［27］。（4）固体聚合物纳米粒子。其制备方法包括单体聚合成聚合物纳米粒子和聚合物后分散自组装形成固体纳米粒子。常见聚合物载体有聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸、聚（乳酸-乙醇酸），以及天然大分子如壳聚糖和白蛋白等。药物通过物理吸附或化学键合方法引入载体。Abraxane是第一个获FDA批准的聚合纳米粒子药物，用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治疗，由白蛋白纳米粒子和键合的paclitaxel组成，尺寸约130nm［28］。聚合纳米粒子作为药物载体除需具备生物相容性和生物降解性之外，单分散性要好。将纳米粒子表面接枝PEG可有效增强分散性和在体内的循环稳定性。此外，研发多功能纳米粒子以便提高靶向性也是当今研究的一个热点。（5）聚合物纳米胶束。常见小分子表面活性剂形成的胶束稳定性较差，不适于药物运输。而聚合物纳米胶束，具有载药量高、载药范围广、稳定性好，体内滞留时间长等优点［29，30］。常用于难溶性药物、大分子药物及基因治疗药物的载体，还可实现靶向给药，具有广泛的应用前景。聚合物纳米胶束通常是由具有亲水部分和疏水部分的两亲嵌段共聚物在水中自组装形成的纳米级大小的核-壳型胶束，尺寸大约20-100nm。其中亲水部分多由PEG组成，疏水部分多由聚乳酸、聚环氧丙烷、聚氨基酸组成。目前至少有6种聚合物纳米胶束抗肿瘤药物进行临床研究。纳米药物是具有巨大发展前景的新型药物，其在医药领域的发展必将引起疾病诊断和治疗的革命。目前，纳米医药技术的基础理论及纳米药物的制备工艺等还很不完善。基础理论方面，人们对纳米药物在体内的行为，包括组织分布、药代动力学和药效，以及它们与载体的化学结构和物理性能之间的相互关系，都缺乏深入和系统的研究；从制备工艺来讲，制备工艺要求操作方便、成本低、易于工业化放大生产，产品性能要稳定。因此，纳米技术在医药领域中的研究还需做大量的工作。其未来发展方向是增强载药量、提高靶向作用及控释能力、降低超敏反应［31］。
2纳米生物医用材料
纳米生物医用材料是纳米材料与生物医用材料的交叉，在人类康复工程中发挥重要作用。纳米生物医用材料将解决临床对伤口敷料、人造皮肤、人造血管和组织工程支架、高性能组织修复、器官替换的迫切需求［32-34］，而且已显示出巨大的潜在应用价值。材料支架在组织工程中起着重要作用［35］。模仿天然的细胞外基质结构而制成的纳米纤维生物可降解材料已开始应用于组织工程的修复和再生。由于软骨再生能力有限，软骨组织工程领域的发展具有重要意义，特别是在治疗老龄化社会日益流行的大关节骨关节炎方面［36］。嵇伟平等采用塑性变形和化学处理方法在Ti6A14V合金上制得一种新型多孔纳米晶体，通过体外实验研究了成骨细胞在纳米Ti6A14V合金表面的黏附情况。结果表明，与普通钛合金相比，纳米表面钛合金早期就能使成骨细胞伪足伸展良好，促进成骨细胞紧密贴壁和早期融合，与细胞黏附相关的Integrinβ1的表达也高于普通钛合金，为将纳米技术应用到人工关节等植入器械领域提供了新的方向［37］。还可以将纳米骨材料［38］植入体内填充各类型的骨缺损，其网状结构可生长出很多新生的骨细胞，所有填的纳米骨材料，最后会降解消失，骨缺损部能完全被新生骨取代。目前医用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨充填材料已投入市场，对骨缺损的恢复具有较好的作用。纳米技术与生物医学的结合，为医学界提供了全新的思路，在医学领域的应用已取得一定成果。但目前大多数研究还处于动物实验阶段，仍需大量临床试验予以证实，纳米材料应用的生物安全性也有待进一步提高。这就要求生物医学研究者与纳米材料的研究人员合作需进一步加强，制造出更先进的生物医用纳米材料。
3纳米诊断学
纳米诊断学是纳米生物技术在分子诊断中的应用，对于发展个性化治疗具有重要意义。目前纳米生物技术在临床诊断方面的研究主要集中在纳米生物传感器［39，40］和成像技术［41，42］、使用制造纳米机器人在细胞水平上进行维修，生物标志物的提取及测定等［43，44］领域，以疾病的早期诊断和提高疗效为目标。
3.1体外生物分子检测
超灵敏的生物分子检测方法可以服务于临床诊断［45，46］。由于待测分子含量很少，因此，对方法的检测灵敏度有很高要求。纳米材料特有的性质可以极大地提高分子检测的灵敏度和简便性［47，48］，人们研究了各种各样的超微量生物分子检测的信号放大方法［49，50］。丁良等［51］利用纳米晶体中阳离子交换反应释放的阳离子来诱导荧光染料，用于痕量生物分子的检测，取得良好效果。实验表明基于ZnS纳米簇的阳离子交换放大器的检测性能优于酶联免疫吸附测定法（ELISA），检测限低1000倍。标志着利用便携式床旁检测设备检测生物标记物成为可能。
3.2体内诊断
3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后肿瘤的轮廓很容易与周围组织区别开来，这种复杂的探针可以实现体内疾病的早期诊断，大大有助于癌症或癌转移的早期发现［52］。另外开发体内神经递质参与脑化学的监测是一项具有挑战性的工作，有助于进一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等［53］报道了一种新型的封装有金纳米颗粒的玻璃毛细管来感应大脑多巴胺，结果表明，全氟磺酸改进Au/GCNE可成功用于监测麻醉大鼠纹状体的多巴胺。Kempen等用光学显微镜和扫描电镜定位、观察金纳米粒子聚集的脑肿瘤模型，发现纳米颗粒仅在含有脑肿瘤细胞的区域内聚集，在正常脑组织周围没有发现［54］。3.2.2量子点（半导体纳米晶体）量子点是以CdSe为核、CdS或ZnS为壳的核-壳型纳米体，具有优良的光谱性能。水溶性的量子点在生物化学等研究领域显示了极其广阔的应用前景。它的细胞毒性低，可用于活细胞及体内非同位素标记的生物分子的超灵敏检测。李朝辉等［55］利用反相微乳液技术，以CdTe量子点为核，SiO2为壳，一步制备了表面带有氨基和磷酸基团的核壳型量子点荧光纳米颗粒.该颗粒水溶性好，大小均匀，有效改善了CdTe量子点的不稳定性，成功实现了对肝实质细胞的识别。由于量子点技术有其独特的标记特点，它必将成为今后生物分子检测的尖端技术，为DNA检测（DNA芯片）、蛋白质检测（蛋白质芯片）和探索蛋白质-蛋白质之间（抗原-抗体、配体-受体、酶-底物）反应原理提供更先进的方法。同时也将极大推动生物显像技术和生物制药技术的迅猛发展，给疾病的诊断和治疗带来巨大进步。3.2.3纳米磁性颗粒较大尺度的磁性纳米颗粒呈现铁磁性，在交变磁场的作用下可通过磁滞现象产热，用于癌症的靶向热疗［56］。而粒径小于20nm的磁性纳米颗粒通常显现出超顺磁性，可被广泛应用于临床诊断领域。目前在临床诊断方面较为成熟、发展较快的应用主要包括：磁共振成像、生物分离、细胞筛选等。（1）磁共振成像（MRI）作为一项新的医学影像诊断技术，近年来发展十分迅速，所提供的特有信息对诊断疾病具有很大的潜在优越性。利用超顺磁性氧化铁磁性纳米颗粒在生物体组织内的特异性分布，有助于提高该部位肿瘤与正常组织的MRI对比度，因而作为造影增强剂被应用于MRI，进行肿瘤及其他疾病的诊断［57］。（2）生物分离。因磁性纳米颗粒具有易操控性、比表面积大等优点，使功能化的磁性纳米颗粒的应用具有很大的吸引力［58］。当前磁分离的研究涉及生物领域的多个方面，如血液中金属离子的去除，蛋白质、核酸等的富集、固定化酶的回收与重复等［59］。Yan课题组［60］利用磁性氧化铁粒子作为载体固定蛋白酶A，并利用其能够与乙肝病毒表面抗原抗体发生特异性结合的性质，达到测定乙肝病毒的目的。（3）细胞筛选。当组织或血液中仅有微量癌细胞的时候，通过特定的技术就可以精确地检测到，从而实现对疾病的早期诊断和治疗，必将为病人获得宝贵的治疗时间，提高治愈率。所以细胞筛选具有重要的意义。免疫磁珠细胞筛选法可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出很高纯度的细胞。Mousavi等［61］等开发了一种新型的与金纳米条结合的微流控芯片，利用高效免疫磁珠法捕捉人血中极少量的细胞，可以达到简单而有效的检测高纯度目标细胞的目的。可以预见，在未来，更加精确的细胞筛选技术将是一个非常热门的研究方向［62］。虽然功能化的磁性纳米材料已经有了广泛的应用，但如何设计更简单的制备过程和更新颖的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用寿命，仍是研究者们探索的方向.3.2.4纳米生物传感器在癌症研究领域，利用纳米技术制成的传感器可望使各种癌症的早期诊断成为现实［63］。纳米传感器灵敏度很高，在进行血液检测时，当传感器中预置的某种癌细胞抗体遇到相应的抗原时，传感器中的电流会发生变化，通过这种电流变化可以判断血液中癌细胞的种类和浓度。目前越来越多的风险投资正在涌入这一领域，但这一技术在实用中还有一些技术难题需要解决。今后可能会有多种纳米传感器集成在一起被置入人体，以用来早期检测各种疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物，它不同于半导体芯片，它是在很小的几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性分子，仅用微量生理或生物采样，即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。具有集成、并行和快速检测的优点，生物芯片技术已经成为21世纪生物医学工程的前沿科技。基于纳米结构阵列的蛋白质芯片和微流控芯片技术在诊断学和生物传感技术方面的应用具有巨大的潜力［64］。Ali等［65］制备的基于氧化镍纳米棒的微流控生物芯片，采用电化学检测法来测定人体血液中的总胆固醇浓度，线性范围为1.5-10.3mmol/L，灵敏度高达0.12mA mmol-1 cm-2。DNA芯片技术可以快速分析大量的基因信息，从而使生物医学工作者可以研究并收集基因表达和变异信息，还可用于监测不同的人体细胞和组织基因表达，以检测癌症或其它疾病所对应的基因的变化。3.2.6纳米机器人纳米技术与分子生物学的结合将开创分子仿生学新领域。“纳米机器人”是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。以色列科学家研发出一种“胶囊相机”，将摄像头内置入比普通感冒药稍大的胶囊内，以大约每秒14张照片的频率拍摄消化道内的情况，并同时传回外置的图像接收器，可进行人体消化道肿瘤监测。还可将纳米机器人注入人体血管内，进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，用于动脉粥样硬化的治疗；可吞噬病毒，杀死癌细胞；可将纳米机器人以插入导管的方式引入到尿道或胆道里内，直接到达结石所在的部位，并且直接把结石击碎，进行肾结石、胆结石的治疗；还可进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，把正常的DNA安装在基因中，这样可以从根本上治愈遗传缺陷或病毒，使机体正常运行。未来发展趋势是当机器人医生发现可疑病变组织后，立即能伸出“手”来取样进行活检。纳米机器人在体内的生物传感与智能配送生物活化剂有很大潜力［66］。
4纳米材料和纳米生物技术的安全性问题
随着纳米技术的迅速发展，不可避免地导致含有纳米颗粒的工业废水的排放［67］，纳米材料的潜在的免疫毒性机制所引起的不良反应还没有得到足够的重视［68］。纳米颗粒可直接穿透人体皮肤引发多种炎症；可穿透细胞膜，将异物带入细胞内部，对人体脑组织、免疫与生殖系统等方面造成损害等。如二氧化钛容易在饮用水中聚集，从而污染环境、影响健康。接触二氧化钛纳米微粒后，人体肺部将可能出现炎症。银纳米颗粒目前已被大量使用。研究表明，即使它在环境中的聚集量很低，也会对水中无脊椎动物造成伤害。碳纳米管是工业和实验所需的材料，注射了碳纳米管的老鼠会产生动脉粥状化、线粒体脱氧核糖核酸损伤等反应。当摄入量较大时，对肌肉细胞也有毒性，会对人体健康有不利影响。但尽管纳米生物技术的应用有一定安全性的问题，它的应用也会越来越广泛，同时这也为纳米技术将来的发展指明了方向——如何提高其安全性问题是研究的目标之一。
5发展前景
生物技术论文范文第3篇
构建科学合理的医药院校生物技术专业人才培养模式。首先必须调整和优化生物技术专业人才培养方案，突出医药院校生物技术专业医药应用型的特点。具体来说，在2013年新版培养方案中，我们优化了课程设置体系，适当减少了专业基础课程的学时，同时强化和突出了专业课程和毕业实习环节。根据我校的实际情况，我校生物技术专业的主干学科定位为生物学和基础医学。公共基础课由语言、法律、经济、管理等人文社科类课程和数、理、化、计算机等自然科学基础课程组成。主要专业课程有人体解剖学、物理化学、无机化学、有机化学、生物化学、微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、免疫学、生理学、药理学、基因工程、酶工程、微生物工程、细胞工程、蛋白质工程、生物信息学等。在教材的选用上，原则上采用高等教育出版社、人民卫生出版社等出版的最新教材。在专业课程的整合方面，使其相互衔接，尽量避免重复，使学生系统而深入地掌握专业知识，以适应不同医药生物技术相关领域的需求。同时在一些条件较好的课程建设中，比如生物化学、细胞生物学等课程中，我们也加强了双语课程的教学和精品课程的建设。
二、强化实践教学体系
对生物技术专业应用型人才来说，具有较高的技术应用能力非常重要。实验、见习和实习等实践教学体系是生物技术专业技术应用型人才培养的重要手段。针对我校的实际，围绕生物技术专业技术应用型人才的培养目标，我们构建了分类设计、分层施教的选修与必修相结合的实践教学体系。具体来说，桂林医学院生物技术专业实践教学体系分为如下几方面：一是课程实验（见习）教学。课程实验（见习）教学安排在各门课程学习期间，通过实验室教学和校外企业参观，使理论与实践相结合，达到掌握实验技能的目的。为保障学生在课堂实验教学中有更多的动手机会，强化实践动手能力培养，在新的人才培养方案修订中，我们适当增加了各类课程的实验（见习）学时，加大了实践课程的比例。必修课程中理论课与实践课学时的比例：2010年培养方案中从1554∶755（2.1∶1）调整为2013年新版培养方案的1700∶1061（1.6∶1）。二是毕业实习，主要到生物、医药及生物制品研究机构、高等院校、疾病预防控制中心等相关企业和部门进行专题研究，在指导教师的指导下完成毕业论文。三是第二课堂，在2013年新版培养方案中，我们增加了早期接触专业、早期接触科研和早期接触社会实践的“三早”实践教学方案。此外，第二课堂也包括劳动教育、举办专业知识讲座和演讲等。四是其他实践，包括入学教育、军事训练、毕业教育及就业指导。
三、完善教学方法和手段
当前，一些传统的教学方法和手段已经不能满足培养应用型生物技术专业人才的需要，不能满足培养学生分析问题、解决问题能力的需要，也不能满足学生创造力培养的需要。因此，我们特别强调重视学生在教学活动中的主体地位，鼓励新的教学方法和手段的尝试，以充分调动学生的积极性、主动性和创造性。根据不同的教学目标、教学内容、教学对象，因材施教，采用启发式、讨论式、现场教学等教学方法，为学生自主学习创造更好的条件，培养学生分析问题、解决问题和创造思维的能力。为激发学生学习的兴趣，在教学中，我们注重使用多媒体技术等先进的教学手段，合理运用因特网来进行教学。同时加强优质教学资源如教学课件的共享，提高教学水平。为保证生物技术专业技术应用型人才培养目标的顺利实现，我们还采取引进、培养、聘请等途径加强师资队伍建设，尤其是加强具有医药生物技术领域企业工作经历的教师的培养和引进。
四、改革课程成绩评价体系
为满足应用型人才培养的要求，就必须深化生物技术专业考试制度改革，改革课程成绩评价体系。我校生物技术专业的教学质量评价体系分为：
（1）形成性考核，包括课程平时考核、课程期中考核和课程实验考核。课程平时考核主要考核学生在整个课程学习过程中的表现情况（含学习行为、动手操作、平时作业、课堂提问等）；课程期中考核主要考查学生对课程前半部分知识的掌握情况；课程实验考核主要在期末以笔试、实验操作等形式进行，主要考核学生对实验原理的理解、实验操作的能力及实验报告的撰写情况等。
（2）终结性考核，每门课程结束时或期末，采用闭卷或开卷笔试的形式进行考试，教师根据课程的性质和要求选择考试方式，对于专业基础课程和一些与学生能力和素质培养影响较大的核心课程，可以采取闭卷考试的方式，对于选修课程和其他非核心课程可以采取开卷考试、课程论文等方式进行考核。
五、总结
生物技术论文范文第4篇
在医学院校生物技术专业开设临床医学课程，有着迫切需要和实际意义。我校生物技术专业自招生之初就开设了临床医学课程。生物技术专业有了临床医学的指引，人才培养基础更加扎实，方向更加明确。同时，具有一定临床医学知识的生物医学人才，能够更好地将自身优势辐射到传统医学专业上，为临床医学的发展提供新视野，开拓新思路，注入新的活力。医学生物技术已经在临床医学的发展中发挥了革命性的作用，如基因工程药物和疫苗、单抗导向药物、人工血液代用品等已广泛应用于癌症、传染性疾病和一些遗传性疾病治疗。同时，许多临床新问题、老难题，也越来越多地依赖于生物技术的发展，相关疾病的基因定位、组织工程、干细胞研究方面也都取得了重要成果。显然，医学院校生物技术专业开设临床医学课程既是生物技术学科发展的需要，也是临床医学发展的需要。
2医学院校生物技术专业临床医学教学现状和问题
2.1课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育
课程体系和教学内容是培养目标的直接反映，是培养人才素质、提高教学质量的核心环节。生物技术专业临床医学课程体系和教学内容，应该紧贴生物技术专业实际需求，有针对性地进行设置。然而，目前大部分医学院校生物技术专业临床医学课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育，将内科、外科、专科教学内容按照病因、临床表现、病理、诊断、治疗、预防等毫无取舍地灌输给学生，呈现教师教学无特色、无重点、无思路，学生学习无方向、无兴趣的状态。这与学科设置初衷和社会人才需求脱节，不能培养学生的自主学习能力及创新能力，没有达到预期效果。
2.2课程目标不明确，考核要求不严格
目前大多数医学院校对生物技术专业临床医学教学不够重视，没有真正意识到临床医学对该专业学生今后发展的重要意义。医学院校生物技术专业临床医学课程目标应该是：使学生具有一定临床思维，了解临床医学前沿和需要，并能在医学发展和临床需求中找到生物技术的落脚点、发力点，运用所掌握的生物技术理论知识和技能，从事相关领域的科学研究、技术开发，最终为医学问题的解决开辟新思路、提供新方法。但是目前医学院校对于生物技术专业临床医学课程目标认识比较模糊，在教学过程中需要学生掌握哪些内容、掌握到什么程度没有一个明确的标准。考核过程较为敷衍，甚至没有考核，使临床医学课程开设存在“鸡肋化”的危险。
3医学院校生物技术专业临床医学教学内容
医学院校生物技术专业人才培养，在强调基本素质共性的基础上，应该有不同的培养类型和专业方向。医学生物技术专业临床医学教学内容必须体现职业生涯发展目标，尊重学生多样性选择。目前的教学内容和课程体系不能完全符合专业发展和人才培养需要，不能完全适应现代医学发展需要，不能完全考虑到多样化、个性化、专业化，因此有必要对医学院校生物技术专业临床医学教学内容进行改革。
3.1紧贴实际，重点突出
临床医学是医学生物技术的出发点和落脚点，在课程设置上除了要整体介绍临床医学概况外，重点是要筛选出能够体现生物技术学科发展价值以及与生物技术知识有交集的内容，体现出医学生物技术特色和资源优势，如临床诊断的新方法，基因诊断、基因治疗技术在肿瘤及其他疾病中的应用等；而疾病的临床表现、物理诊断及常规治疗方法等内容应该淡化。这样才会贴近生物技术专业实际，更好地激发学生学习热情，避免浪费学生有限的精力。
3.2以临床问题为向导，以临床难点为突破
医学生物技术发展动力就是临床问题。医学生物技术的发展已为我们解决了一个又一个医学难题，开辟了新思路，提供了新方法，已有很多成熟的、新兴的生物技术应用于临床实践。因此，应将目前临床上亟待解决的问题和需要突破的难点贯穿在教学中，引起学生的思考和学习兴趣，从而更好地把生物技术和临床医学结合起来。
3.3着眼前沿，广泛涉猎
生物技术专业临床医学教学内容需要不断更新和发展。临床医学的最前沿往往与生物技术的发展密不可分，因此要把临床医学中最新的焦点和热点引入教学中，让学生体会医学生物技术对现代医学发展的重要性，增强荣誉感和使命感。同时，临床医学不断进展的案例也是很好的教学事例，让学生了解前辈们是如何发现问题、分析问题、解决问题，并推动医学科学向前发展的。但也要照顾到医学发展的冷门分支，给学生拾遗补缺的机会，在大家忽视的老问题上做出新文章。
4医学院校生物技术专业临床医学教学模式
生物技术专业临床医学教学模式应该有别于临床医学专业，要更加突出多样性、灵活性和自主性，最大限度调动学生积极性，将课程的作用发挥到最大化。
4.1课堂教学与课外教学相结合，选修和必修相结合
压缩课堂教学时数，将教学主战场放在课外，把更多的时间交给学生进行自主学习。增加选修课数量，鼓励学生选择自己感兴趣的方向进行探索。生物技术专业将来不从事临床医疗工作，对临床医学知识的学习应该是有重点和有取舍的，这个选择权不应掌握在教师手中，而应留给学生。让学生在课外通过文献查阅、学术会议、网络交流等多种形式，学习对未来职业发展有帮助的医学知识。
4.2大师进讲堂，将导师范围扩展至临床学科
师资队伍建设是实践教学体系改革的关键。目前生物技术专业临床医学师资结构中，中级职称教师比例偏高，真正的大师偏少。应该把临床医学的“大腕”请进讲堂，因为生物技术专业的导师往往更重视具体的新技术、新方法，而对临床医学前沿需求知之甚少，缺少宏观思路和顶层设计。这些可由临床导师很好地补充，他们扎根临床数十年，对疾病的发生发展、治疗的难点要点有更全面、深入的认识。要鼓励学生参与到临床导师的科研课题及科技创新活动中，使其不仅对原有理论知识和技术有更清晰的认识，还锻炼了临床科研思维能力；使学生能更准确地把握现代医学发展的脉搏，找到自己感兴趣、能钻研、有出路的研究方向，对未来职业发展进行合理的规划。
4.3启发为主，传授为辅
生物技术专业学生将来主要从事科研工作，应该是临床医生的益友良师。其临床医学教学不应以传授方式为主，而应采取引导、启发的方式，加入讨论及案例教学，让学生自己思考问题，用专业特长来分析问题、解决问题。强化学生创新思维和综合能力培养，在教学环节中启发学生自主学习和自由学习。在教学方法和教学手段改革中，坚持理论联系实际、基础联系临床的教学理念，强调教学过程的“四结合”：密切结合科研，密切结合临床，密切结合实践，密切结合新进展。
4.4考核评价与教学目的相统一
生物技术论文范文第5篇
真实的学习情境对于初中学生的生物学习兴趣有着直接影响。加强真实的学习情境的创设,有利于学生对生物知识有更加形象与直观的认识,促进学生生物学习效率的提高。教师在进行初中生物学科内容的引入时,应当将教学情境的设计作为教学的重要内容。这时,教师就可以利用信息技术的优势,加强初中生物教学的交互性,使学生的生物学习参与度大大提高。教师可以利用多媒体为学生进行课件的播放以及相关视频的播放,使学生将自己的注意力集中在生物学习内容上。教师更可以在生动的教学情境下对学生进行情感教育,使学生在学习生物知识的同时,建立起勇于探索的精神,促进学生生物学习动力的激发。所以,教学情境的创设可以作为一个有效的信息技术与初中生物学科整合的切入点。
2以教学重难点解决作为有效的切入点
对于许多初中学生来讲,初中生物学科的学习难度较大,学生利用传统的学习方法很难深入到初中生物的知识世界中。这就使得初中生物教学具有更多的重点与难点,如何以初中生物教学中的重点与难点进行突破是当代初中生物教师的一个工作困难点。信息技术的出现,使得初中生物教师找到了突破教学重点与难点的新方法。多媒体课件可以将文字、图片以及动画等进行有效地结合,促进初中生物教学趣味性地提高。多媒体课件的应用使得初中学生的多个感官得到同时调动,有利于学生建立起立体化的初中生物体系,促进学生对重点知识的理解以及难点的突破。因此,教师可以将教学重难点的突破作为信息技术与初中生物学科整合的切入点,加强初中生物教学效率的提高。
3以模拟实验的实施作为有效的切入点
生物学科具有较强科学性,生物知识的基本属性就是科学性与自然性。这就使得初中生物教学需要实验的支持,在初中生物中加强实验教学,可以使学生更好地明白生物知识的来源,加强生物知识的应用能力。真实的生物实验是初中生物教学中必不可少的一部分,但是,受到多种客观因素的影响,许多实验不能在初中生物教室中开展。这时,教师就可以利用信息技术来学生开展一场模拟实验,让学生在多媒体的配合下对实验的过程以及结果进行观察与分析。教师可以在课堂中将实验的步骤与注意点讲解给学生,利用多媒体的中的实验视频让学生了解实验演示的过程,促进学生对生物现象的理解,使生物教学的效率在信息技术的配合中得到提高。
4以开放学习环境创设作为有效切入点
初中学生的思维培养是生物学科教学的重要目标。要对学生的生物思维进行培养,教师需要为学生创设一个相对开放的学习环境。只有在开放的学习环境中,学生才能将自己的思维进行发散,促进自己思维水平的提高。在初中生物教学实践中,教师可以利用信息技术为学生开创一个具有开放性的学习环境,引导学生建立起完整的初中生物知识体系。教师可以利用信息技术将有关的生物知识进行整合,制作出一个科学合理的课件。将这个课件放在一个师生共用的网络平台之上,使学生进行有效的自主学习。教师也可以利用网络环境为学生创设一个开放的平台,使学生在这个平台上对初中生物学习中的问题进行讨论,提高学生的生物素质。所以说,教学环境的创设可以成为信息技术与初中生物学科整合的切入点。
5以复习高效模式打造作为有效切入点
复习对于每一个学科的教学效率的提高都有着重要的作用。教师可以利用信息技术组织学生对初中生物知识进行复习,提高生物知识复习的效率。在初中生物课堂上,教师可以利用投影对初中生物知识体系进行展示,让学生对初中生物知识进行完整地理解。将信息技术应用于复习课堂中,可以使课堂的资源得到扩展,丰富学生的生物知识关注。利用信息技术,教师将知识网络体系进行展示,可以促进学生进行相关知识的迁移,更可以使学生找到自己的学习目标,明确自己的不足与优势,促进学生的自主学习。学生可以从自己的学习水平出发,对自己认为的重点进行再次复习,提高复习的效率。所以,初中生物复习课堂可以成为信息技术与初中生物学科整合的切入点。
6结语
