细胞生物学的技术范文

关键词：生物技术；制药；应用

生物技术也可以称作是生物工程。以现在化的生命科学为主要基础，综合各种科学技术，科学原理以及先进的科学手段，按照设计对生物体和生物原料的加工为人类生产出具有重要作用的生物技术产品。生物技术是人们对动植物以及微生物本身的物质加工而成，为人们生产数优质的生物技术产品更好的为社会服务。现代生物制药技术其中包括现代化生物技术和发酵技术，生物技术来源于相关的学科和生物学发展相融合的产物，其中以重组DNA技术为核心主要的基因工程，这之中还包括有生化工程、细胞工程、微生物工程和生物制药等各个领域。生物技术是综合许多种现代科学理论与生命科学研究出来的一种高新技术，运用先进的技术手段为我国制药行业的研究创造出广阔的应用前景。

1发酵工程制药

现代的发酵制药工程。又可以被称作微生物工程，是指采用现代的生物技术手段，利用微生物的特定功能，为人类生产出有用的产品，工业生产的过程直接运用微生物技术。微生物代谢生产的生物技术就是发酵工程制药。发酵工程制药中含有，抗生素、激素、维生素等相关的生理活性物质。主要的研究对微生物改良和筛选，工艺研究，等处理产品后续的问题。如今DNA重组技术对微生物菌类的改良有着重要的作用。在20世纪70年代中，基因技术和细胞技术融合等生物技术的不断发展，发酵工业进入了现代化的工程阶段，其中生产的产品有酒精类饮料，还有胰岛素、生长激素和抗生素等多种保健药物。发酵工程制药利用微生物生长以及代谢制作中药，此类制作中药方式比一般方式都优越，可以全面的改善药性，降低副作用，橹幸钚猿煞痔峁┬碌姆⒄狗较颍产生新的药物作用，针对各种适应症的治疗，充分保护中药成分，避免中药活性成分遭到破坏，从而做到节约药物资源。

2基因工程制药

基因工程制药是指分子水平上基因的操作，根据人类的需求所设计的，按照设计方案创建含有新性状的生物新品系，并且能使生物新品系稳定的遗传给下一代。基因工程与工程设计运用了相似的方法，具有明显的理学与工程学的特点。工程制药通过DNA技术将疾病的蛋白质、酶、核酸等基因药物转移到宿主细胞进行表达和繁殖，最终可以获得相应的治疗药物。抗生素通常是人体的活性因子，主要研究基因的鉴定、克隆导体的构建，导入产物分离纯化等问题。基因工程被人们掌握时间并不是很长，但已经多次的取得了实际性的成果和应用价值，基因技术已经成为我国的核心技术，将在制药方面充分的发挥重要作用。

3细胞工程制药

相关于细胞工程制药的范围还没有确切的说法，细胞工程是根据分子生物学原理，应用了细胞培育技术以及细胞水平进行遗传操作。细胞工程大体可分为细胞质工程和染色体工程。细胞工程的主要关键是运用植物和动物的细胞培养作为药物生产技术。利用细胞技术对动植物的培养可以生产出人类活性因子，以及单克隆等抗体产品。也可以生产出活性因子疫苗等DNA产品。在地理条件和气候环境的影响下植物细胞代谢产物含量仍然很高。系统正在研究培养，人参、三七等制药用的植物，并对相关的培养条件做出了。分析表明，人参细胞培养物与药理活性都和普通种植的人参没有明显差异。对于某些植物的细胞培养与生产已经达到了商业化作用。除了对细胞大规模的培养之外，毛状根与不定根的培养也很成功。黄氏毛状根的培养效果与价格与药物黄氏相似，希腊毛地黄细胞应在褐藻酸欲的固定情况下培养，可将有毒的毛地黄物质转化成地高辛，运用紫草细胞培养生产紫草宁等根据野生新疆雪莲的抗炎等作用，相关人员等进行了细胞培养物与天然新疆雪莲抗炎、镇痛的药理实验，实验表明新疆雪莲细胞培养物，可以成为野生雪莲的替代品。资源短缺也是比较严重的问题，对于资源短缺完全可以利用细胞培养技术对犀角等相关药用动物器官进行培养，此方式就能解决资源短缺的问题。

4酶工程制药

酶工程指的是用酶、细胞，等拥有独特的催化功能，借助生物技术手段为人类制造出需要的产品。酶学理论与化工技术结合形成的新技术就是没酶工程。现如今已经有很多国家都运用了固定化的酶和细胞生产药品。没工程技术是现代生物技术的重要部分，固定化酶不仅能合成药物分子。还能用于对药物的转化。我国运用微生物的两部转化方法成功的生产出维生素C，酶工程主要研究产药酶，酶细胞固定化相关的操作条件等。酶工程的应用前景一片光明，发酵工业与化学合成工业发生了巨大的改变。药用植物的有效成分来源于植物的次生代谢产物。现如今已有很多个国家充分的应用固定化细胞与固定化酶进行药物的生产。

5结束语

综上所述，我国的生物技术已经越来越重要，目前生物制药的研究成果数量日益增长，其技术制药研究已经不断的深入各个领域，中药研制新药的环节也在不断的介入在新药研发中生物技术制药形式相对比较重要，使生物技术制药成为了研发主流。生物技术同时还具有对珍稀传统药材的保护同时还能生产出大量的高品质药材和药品活性成分，使药品活性成分的含量有效的提高。合理的应用现代化生物技术，使我国的制药行业不断地取得更大的发展。

参考文献

[1]张秀婷，王英姿，段飞鹏，等.生物技术在制药行业的应用概况[A].中华中医药学会中药制剂分会、世界中医药学会联合会中药药剂专业委员会.“好医生杯”中药制剂创新与发展论坛论文集（上）[C].中华中医药学会中药制剂分会、世界中医药学会联合会中药药剂专业委员会，2013：4.

[2]李云静.浅谈生物技术在制药行业中的应用[J].科技资讯，

2010，34：2.

细胞生物学的技术范文

一、微流控技术简介

生命科学的发展已进入一个非常重要的历史时期，生命科学和半导体、微纳机电等领域的结合已是大势所趋。与此同时，半导体和微纳机电等行业也已经把生命科学看成是下一轮创新的关注点，于是有了“微全分析系统”（micrototalanalysissystems,u-TAS）、生物微机电系统（bio-MEMS）、生命科学集成电路（lifescienceIC）等概念的出现，而微流控芯片及技术已成为这些系统为数不多的关键切入点之一。微流控生物芯片(microfludicchip)，可以把生物和化学实验室的功能，如样品制备、稀释、加试剂、反应、分离、细胞培养和检测等基本操作单元集成或基本集成在一块几平方厘米的芯片上[3]，其主要以分析化学和分析生物化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微通道网络为结构特征，流动方式和微通道网络在很大程度上决定了它的功能，灵活的微通道网络设计是微流控芯片基本单元操作设计的一个关键所在。微流控芯片能使多单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。这种集成能够在短时间内分析大量的生物分子，准确获取样品中的大量信息，从而达到样品耗量低、高灵敏快速检测、高通量输出以及可在线自动化操作的目的。

二、微流控芯片技术在细胞生物学中的应用

随着现代生物学研究模式的转化，以细胞为对象的微流控芯片研究已经引起诸多研究者的关注。微流控作为一种在微米尺度的流道内对纳升或皮升量级的液体进行操纵的技术，是目前快速发展的多学科高度交叉的科技前沿领域之一。微流道尺寸（通常10～100μm）与典型的哺乳类细胞尺寸（10～20μm）处于相同量级，并且微尺度下传热、传质较快，所以在微流控系统内容易形成与生理状态相似的细胞培养微环境微流控技术已经被成功地用于包括多种动物细胞系培养。越来越多的研究表明微流控技术将成为各种基于细胞培养实验的一个极其重要的技术平台。微流控芯片是一种高度平行化、自动化的集成微型芯片，具有在数平方厘米的面积上集成成千上万个体积仅在纳升或皮升量级的细胞培养微单元的潜力。

微流控在高通量、微型化和集成化方面的优势吸引了众多国内外的研究小组开展细胞芯研发，芯片上多种单元技术的灵活组合使集成化的细胞研究成为可能，诸如组织胞进样、培养、分选、裂解和分离检测等过程集成于一块芯片上[4]。

三、细胞培养技术在化妆品功效评价中的应用

细胞培养技术始于20世纪初，现己广泛应用于生物学、医学各个领域。近年来，人们对化妆品的要求从以美容为主转向美容与护理并重，进一步发展到以科学护理为主，兼顾美容的效果。基于安全性、功能性和自然性的“绿色化妆品”的开发成为当前化妆品发展的一大趋势。

目前，化妆品科学己渗透到生物学、化学、药学、皮肤生理学等领域。生物技术以其自身的优势及强大的生命力自然介入到了化妆品工业的发展中，细胞培养技术具有经济、快速的特点，既可用来毒性分析，也可进行功能测试，是保证化妆品安全、有效的必要手段，自然也成为化妆品功效评价的手段。细胞培养是指从动物活体体内取出组织，于模拟体内生理环境等特定的体外条件下，进行孵育培养，使之生存并增殖。动物细胞培养技术可模拟人体内的生理环境，研究细胞与细胞之间的反应，细胞与间质之间的反应等，为皮肤生理学、病毒学、免疫学等提供了技术基础。目前许多功能性化妆品中人多采用了天然动植物提取物，以达到美白、抗衰老、祛斑、抗过敏等功效，这就需对活性原料进行预筛选。

四、微流控芯片细胞实验室在化妆品功效评价中的应用

成纤维细胞是皮肤真皮中的主体细胞成分，它与自身分泌的胶原纤维、弹性纤维及基质成分一同构成了真皮的主体[5]。成纤维细胞的主要功能是：合成和分泌胶原纤维、弹性纤维、基质大分子物质和某些生长因子，成纤维细胞还具有黏附特性和趋化性，对维持皮肤的弹性和韧性具有重要作用，成纤维细胞的减少也是引起皱纹产生的重要原因。已有大量的研究证明成纤维细胞因其特有的生物学特性改变，在皮肤老化过程中扮演着重要角色[6]。

我们将成纤维细胞在微流控芯片实验室内进行培养，可以直观地观察功效添加剂对细胞生长形态的影响，快速测定于抗衰老功效检测的靶位点羟脯氨酸的含量、I型胶原纤维的含量，达到对化妆品原料快速、高效、高通量的筛选评价[7-8]。

黑素细胞是合成和分泌黑素的树枝状细胞，位于表皮和真皮交界处，每个黑素细胞与其周围约36个角质形成细胞在结构和功能上存在着密切的联系，形成了表皮黑素单位。黑素细胞几乎遍布所有组织，最常见于表皮、毛囊等处。黑素分为优黑素和褐黑素两种，其生物合成是一个由酪氨酸酶催化体内酪氨酸氧化而启动的一系列生化反应过程。酪氨酸酶是黑素生成的限速酶，其数量和活性决定着黑素生成的速度和产量。因为黑素是决定皮肤颜色的主要色素，关于黑素细胞及黑素生物合成调控问题的研究已成为近几年来科研的热点之一。但黑素细胞是人表皮中数量最少的一种细胞，与成纤维细胞相比，黑素细胞的分离、纯化、扩增比较困难，曾限制了对其生理功能的研究以及在化妆品领域中的应用。目前己经可以成功培养黑素细胞。利用酶将表真皮分离，并用特定的选择性培养基，获得纯度高的黑素细胞，并进行各种方面的研究，这已成为美白化妆品活性筛选的重要的工具。目前美白化妆品主要是采用酪氨酸酶抑制剂抑制其活性，来降低细胞内黑素的生成。B16黑素细胞株是用细胞黑素生成研究的典型细胞株，可以精确定量细胞的黑素含量。

在微流控芯片细胞实验中，我们可以对美白相关的靶位点，比如黑素含量、酪氨酸酶活性、酪氨酸酶相关蛋白1/2、蛋白酶激活受体等进行同时的检测，对功效添加剂的美白功效进行综合的全面的评价[9]。

肥大细胞是有造血祖细胞衍化而来的，广泛存在于结缔组织，皮肤上皮下方尤其多，其细胞较大，细胞质内含有嗜染性的粗大颗粒，当受到免疫学和非免疫学的刺激，细胞内储存的媒介物质（组胺、肝素、蛋白酶类等）将被释放出来参与多种免疫反应和炎症反应。在微流控细胞室内对肥大细胞脱颗粒进行观察并计算其数量，测定其组胺的释放量，对添加剂的抗过敏功效进行评价。

【参考文献】

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[2]Stone,H.A.;Stroock,A.D.;Ajdari,A.,EngineeringflowsinsmalldevicesMicrofluidicstowardalab-on-a-chip.AnnualReviewfFluidMechanics2004,36,381-411.

[3]林柄承，秦建华.微流控芯片实验室.北京：科学出版社，2006，71-73.

[4]方肇伦.微流控分析芯片.北京：科学出版社，2003

[5]吕莹，蒋献.紫外线对人成纤维细胞的影响[J].国际皮肤性病学杂志，2006,32（2）:130-132.

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[8]倪建华.长波紫外线对人体皮肤成纤维细胞的影响.上海预防医学杂志,2004,16(8):365-367.

[9]王奕，王静凤，张瑾，等.日本刺参胶原肽对B16黑素瘤细胞黑素合成的影响[J].营养学报，2007,29（4）:401-404.

[10]秦建华，刘婷姣，林炳承.微流控芯片细胞实验室.色谱2009,27（5）:655-661.

细胞生物学的技术范文篇3

流式细胞技术是一项涉及众多学科的综合性技术，其涉及到的技术主要为计算机技术、细胞生物学技术、物理学技术、激光技术、免疫学技术等，流式细胞技术开展的基础在于细胞处于快速流动状态，随后对处于流动状态的细胞展开分析处理[1]。流式细胞技术逐渐被应用于诸多领域，如细胞生物学、肿瘤学、免疫学、细胞遗传学、生物化学、临床医学、临床检验等。

1流式细胞技术的工作原理

流式细胞技术的实现过程需借助于流式细胞仪，流式细胞仪的结构以信号处理及分析系统、光学系统、激光及光学系统、液体流动系统、细胞分裂帅选系统等五部分为主，借助于激光技术实现对细胞标记物的荧光宽度及强度、侧向及前向散射光宽度与强度等参数的有效测量，采取荧光标记处理的单克隆抗体在种类上具备差异性，借此可以实现对细胞上不同抗原物质的定量检测处理，实现对细胞的有效区分及成分分析处理[2]。

2流式细胞技术在免疫学中的相关应用

在对机体患病情形实施诊断处理时，通常需要借助于免疫学相关指标。目前临床检验过程中已经将流式细胞技术作为机体免疫状况的主要检测技术，检验指标以T淋巴细胞、B淋巴细胞及自然杀伤淋巴细胞的水平为主。检测处理过程需借助于表面标志物质，以便对各细胞及细胞内不同细胞因子在体内的水平有所了解与掌握，通过对患者淋巴细胞亚群数量的测定实现对患者免疫状况的有效检测处理，并为临床后续诊断及相关治疗处理提供可靠、有效的指导作用。相较于传统免疫学检测处理措施，流式细胞技术与单克隆抗体技术相结合，实现准确、定量检测的目标。

3流式细胞技术在肿瘤学中的相关应用

机体中处于正常状态下的细胞几乎均以二倍体状态存在，而癌变细胞的DNA数量将呈现异常状态，因此，可以通过流式细胞技术实现对细胞DNA含量的变化情况的有效检测，进而实现对机体肿瘤状况的有效诊断处理。流式细胞技术检测的标本以胸腹腔液体、尿液、穿刺标本、实体瘤标本、膀胱冲洗液、食管镜钳取的少量活检组织、支气管镜钳取的少量活检组织为主，其应用主要包含癌前病变状况检测、检测早期癌变情况、化疗过程对应指导处理、评估患者预后等。在流式细胞技术中，癌变情形的重要检测指标为DNA非整倍体的产生，检测过程需借助于流式细胞仪实现，流式细胞仪处理的内容包含细胞周期监测及分析、DNA倍体监测及分析。

4流式细胞技术在血液学中的相关应用

在流式细胞技术中，可以通过对骨髓细胞及外周血细胞表面抗原及DNA的检测处理来实现对患者血液病的诊治处理及评估预后，借助于单克隆抗体的特异性特征，应用多种荧光染料对同一个细胞的不同参数开展同时检测处理，并将检测处理结果作为依据实现对细胞属性的有效判定。流式细胞技术在白血病及血小板相关病症的诊断、治疗过程中具备显著的作用及应用价值，诊断准确性显著提升。流式细胞技术在血液学中的临床应用以白血病的检测处理、血小板相关病症的检测处理、混合型白血病的检测处理、淋巴瘤的检测处理、微小残留病灶白血病的检测处理、慢性淋巴细胞白血病的检测处理、部分髓系白血病的检测处理等为主[3]。

5流式细胞技术在尿液中的相关应用

尿液有形成分检查在诊断、鉴别泌尿系统疾病与评估疗效的过程中发挥着至关重要的作用，显微镜检查在一定程度上是检验尿有形成分的金标准。通过流式细胞仪检测可以筛选出尿液中有形成分含量属于正常范围的人群，则视为正常，不需要进行镜检，以此可以更加细致的对有病理成分标本进行尿镜检。值得一提的是，为更好的?M行镜检，不能利用废弃镜检。另外，利用尿流式分析仪可以对均一性红细胞群和非均一型红细胞群进行更加客观的分析，根据其比例变化可以更加有效的鉴别与诊断血尿的来源。

6流式细胞术在临床细菌学中的应用

在临床细菌学中流式细胞术快捷、灵敏，可以同时分析多个参数，在各种试验中的应用均十分广泛，如细菌、病原体、毒素和血清抗体及药敏试验。免疫荧光检测方法中的流式微球分析（CBA）可以迅速检测多种病原体的混合感染，如真菌、寄生虫、病毒等。流式细胞术可以与荧光染料一起对细菌活力、功能状态进行迅速的判断。

7流式细胞技术在其他方面的相关应用