分子模拟技术及其在生物分离中的应用

分子模拟技术是借助计算机进行微观过程观测的研究工具,广泛应用于生物、材料、化学、化工和物理等领域的研究.本文简要介绍分子模拟的基本流程,着重介绍模型构建和模拟方法,最后以疏水电荷诱导色谱界面过程的分子动力学模拟为例阐述分子模拟在生物分离中的应用     

二甲基亚砜对生物膜的作用机理

二甲基亚砜被广泛应用于生物、化学和药学领域,这些应用大多与其增加生物膜的通透性、促进活性分子跨膜传输的作用密切相关。本文对二甲基亚砜增加生物膜通透性的理论及实验研究做简要综述,主要强调二甲基亚砜在生物膜中诱导水性孔道形成的分子动力学模拟及其相关的实验研究。     

数字PCR技术在核酸标准物质研制中的应用

在标准物质研制领域,生物标准物质的研制逐渐成为了研究热点,同时基于核酸的检测技术的开发与应用又推动了核酸标准物质的进程。核酸标准物质需要高级别、精准的定值方法,数字PCR作为单分子定量技术得到了广泛的应用。数字PCR是一种测定核酸分子的绝对定量方法,如微滴式数字PCR是采用油包水形成的微滴作为反应室,将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中进行扩增反应,再通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数,从而达到精确定量核酸拷贝数的目的。综述了近年来关于数字PCR及其在核酸标准物质研究领域的最新应用进展,重点综述了其在转基因检测、医疗诊断等领域的应用进展,以期为核酸标准物质的研制提供参考。     

分子模拟方法及其在分子生物学中的应用

常用的分子模拟方法有 :量子力学法、分子力学方法、蒙特卡洛法和分子动力学法。四种方法各有优势 ,共同成为分子模拟的组成部分。综述了分子模拟法在分子生物学中的应用 ,最后介绍了分子模拟的发展方向 ,并预测了其未来的发展趋势。常用的分子模拟方法有 :量子力学法、分子力学方法、蒙特卡洛法和分子动力学法。四种方法各有优势 ,共同成为分子模拟的组成部分。综述了分子模拟法在分子生物学中的应用 ,最后介绍了分子模拟的发展方向 ,并预测了其未来的发展趋势。     

流式核酸单分子计数方法研究进展

研发精确灵敏的核酸定量技术,提升对微量样本的测量能力,在当前抗击新冠疫情的背景下尤其重要。流式核酸单分子计数是一种基于“计数”技术的定量测量方法,该方法无需聚合酶链式反应而对荧光标记的靶分子直接定量,测量结果直接溯源到国际基本单位。作为潜在的基准计量方法,它是当前核酸定量测量技术的重要补充,可广泛应用于临床诊断、转基因标识、食品药品残留检测等多个领域。对流式核酸单分子计数方法的原理、检测体系的硬件组成以及数据分析模型进行了综述,并展望了该方法对构建生物计量标准体系的重要意义。     

环介导等温扩增技术作为基因快速诊断方法的研究与展望

环介导等温扩增技术(LAMP)是一种新型分子诊断技术,具有灵敏度高、反应快速等优点,且仅利用简单的恒温水浴设备即可实现对特异性靶基因的高效扩增,在分子诊断领域具有巨大潜力。近几年来LAMP技术在分子诊断领域的研究非常广泛,涉及细菌、病毒、寄生虫的检测及食品转基因成分检验等诸多方面,受到越来越多学者认可,有研究者认为其可作为PCR的替补技术应用于临床基因诊断工作中。然而由于目前该技术缺乏规范化且成熟配套的上下游技术措施,如快速简单的核酸抽提技术、完善的应用体系和方案、防止交叉污染的有效措施及小型便携的检测设备等,因此在现场即时诊断领域的推广应用较为缓慢。为发挥利用LAMP技术在快速基因诊断方面的优越性,科研人员针对LAMP技术开发应用存在的问题开展了大量研究工作。立足于临床基因快速诊断的技术需求,对影响LAMP技术应用的核酸物质的快速抽提、LAMP检测体系的优化完善、结果判定、假阳性结果的规避、结果确诊及现场诊断一体化平台设计应用等领域的发展现状、需要攻克的难点及未来的应用展望进行综述,以期为未来的研究和开发指明方向,促进LAMP技术的不断完善及临床推广应用。     

CRISPR技术在生物传感中的应用——胞内核酸成像、体外核酸检测与胞内DNA记录

核酸分子是生命的遗传物质和生命信息载体。如何观察细胞内外特定核酸序列,快速检测核酸序列和记录检测的细胞活动过程?这些在分子生物学领域重要的科学问题需要强有力的技术来解决。如今,在基因组编辑领域赫赫有名的CRISPR技术开始涉足上述领域。重点介绍CRISPR相关蛋白在生物传感方面的应用,包括细胞内特定基因组序列和RNA的成像、体外核酸快速检测以及细胞内DNA记录。核酸成像与核酸检测是将特定核酸序列的信息,通过CRISPR蛋白的参与转化为易检测的信号(如荧光);而DNA记录则是将细胞的代际或所接触的信号转化为细胞内DNA序列进行储存。这些新兴研究方向的开发和发展将大大促进CRISPR技术在基础科学、合成生物学、分子诊断等领域的应用。     

基于CRISPR的快速灵敏便捷分子检测

快速灵敏检测技术对疾病防控必不可少。特别是新冠疫情暴发以来,人们深刻认识到快速灵敏检测技术的重要性。近年来,以CRISPR/Cas为代表的基因编辑技术带来了生物技术革命性的进步。CRISPR的核酸检测技术因其快速、准确、灵敏、经济等特点,正在引发分子诊断革新,并已被成功应用于传染病、遗传病、肿瘤基因突变诊断,以及食品安全等领域。本文归纳了基于CRISPR的多种核酸检测体系及应用,并对未来CRISPR核酸检测发展趋势及结合人工智能的智能化检测进行了展望。     

诊断人类病毒性疾病的核酸探针

<正>重组DNA技术领域内的最新进展已使人们可能在诊断人类病毒感染中应用核酸探针。可以在分子水平进行整个病毒的核酸顺序测定和病毒的核酸定量及流行病学的研究。核酸杂交法可以应用于致病病原的研究,特别是那些在很久以前获得的而病毒基因组又是唯一存留的证据的病毒感染。此外,原位杂交技术能够在组织切片的特异细     

去七肽胰岛素的分子动力学研究

本文用分子动力学的方法对去七肽胰岛素(DHPI)分子的构象进行了研究,首先用分子动力学方法对晶体胰岛素分子的构象能进行了优化,然后除去B链C端的最后七个残基(B24—B30),做分子动力学模拟,得到了DHPI的平衡构象和均方差波动。胰岛素分子的X射线晶体衍射结构和能量优化构象之间的均方根偏差为0.1;所得DHPI构象和胰岛素能量优化构象间C原子间的均方根偏差为1.8。变化最大的区域是A8—A10,A18—A21,B1—B41和B18—B23。     

纳米生物条形码技术在分子诊断中的应用

纳米生物条形码技术是一种新型的分子诊断技术,在核酸和蛋白质检测领域已经分别达到和超过现今的检测灵敏度.该技术采用纳米颗粒修饰的核酸或抗体对靶分子进行识别,并利用磁场将其分离,操作简单,不依赖酶反应,具有广泛的应用前景.该技术在病毒DNA、癌症的指标蛋白质等方面的应用已有文献报道,并有望成为一种常规的分子诊断工具.     

核酸分子杂交技术的应用——比较小鼠腹水肝癌和正常肝RNA

核酸分子杂交技术是近十几年来发展起来的一个灵敏度高、应用面广的研究工具。除了应用于细菌和病毒方面的研究外,已广泛应用于研究细胞分化以及演化发展规律等方面的生物学问题。近些年来,有些工作者应用核酸分子杂交技术,研究人体肿瘤病毒病因及探讨肿瘤发病机理等问题。在一些资料中应用核酸分子杂交技术来研究动物肿瘤或肿瘤发生过程,初     

荧光定量PCR 方法及分子标志物在海洋污染监测中的应用进展

荧光定量PCR 作为一种核酸定量技术, 可在PCR 扩增时在体系中加入荧光染料或荧光基团, 实时监测荧光信号从而对PCR 扩增产物进行实时准确定量, 技术灵敏度高, 特异性强。通过对荧光定量PCR 的原理、分类、优缺点及几种定量分析方法对比进行简述, 并对其在国内外海洋环境污染监测中的广泛应用和研究进行了全面综述, 从而对荧光定量PCR 和分子标志物在海洋监测中的应用前景做进一步的展望。     

核苷酸类似物应用于定向分子进化的研究

核苷酸类似物具有能与天然DNA／RNA中的相应碱基配对的特性,因而在核酸的分子进化及其结构和功能研究领域中具有独特的作用。近年来,核苷酸类似物在迅速发展的定向进化研究领域中,如易错PCR、重组突变以及饱和诱变等技术中,有了越来越多的应用并已取得了许多重要的成果。该介绍应用核苷酸类似物的一些定向进化技术;核苷酸类似物对进化理论研究的贡献及其发展前景。     

分子动力学模拟与分子生物力学

生物大分子的微观结构动力学决定其生物学功能,其力学-化学耦合规律是分子生物力学的重点关注方向。分子动力学模拟是耦合生物大分子力学-化学性质微观结构动力学基础的有效手段,其结果可用于预测结构-功能关系、指导实验设计和诠释实验结果。本文简要介绍了分子动力学模拟的方法学特点、基本工作原理及其在分子生物力学中的应用,并展望了未来可能的发展方向和应用前景。     

功能核酸荧光标记型定量统一化检测技术的研究进展

功能核酸是一类具有特定空间构象、执行特异生物功能的天然或者人工核酸序列,具有易于修饰、价格低廉、稳定性高、特异性强等优势,搭载荧光传感系统,组装成多种荧光生物传感器,被广泛应用于环境污染物检测、食品风险因子检测、疾病诊断等多个领域。首先明确功能核酸与荧光定量检测技术等相关概念,详细阐述了几种重要的荧光物质的特点以及其与功能核酸的分子识别、作用方式与发光机制,再主要从功能核酸荧光标记型定量统一化检测技术与其实际应用角度进行分类介绍与评价对比,最后就功能核酸荧光标记型定量统一化检测技术在多种领域的检测分析中的研究意义以及存在的问题进行讨论,并对未来的发展与应用作出展望。     

功能核酸DNA水凝胶的理化特性及应用进展

自DNA被开发为纳米级的自组装材料以来,凭借其可调节的多功能性、便利的可编程性、精确的分子识别能力、高通用性以及优越的生物相容性和生物降解性连接了生命科学和材料科学两大领域。受益于DNA纳米材料的结构特性,以功能核酸作为构建单元,经交联、自组装形成的功能核酸DNA水凝胶已成为新型材料领域的研究热点。基于此,对功能核酸DNA水凝胶所具有的主要理化特性进行了总结,并进一步综述了近年来功能核酸DNA水凝胶在药物递送与靶向治疗、生物传感、三维组织构建等生物医学、分子检测及环境工程等领域中的应用进展。最后,从生命科学和材料科学的角度总结了在设计与搭建功能核酸DNA水凝胶时应考虑的关键点和方向,以期助力DNA水凝胶在多学科领域的研究与应用。     

RNA适体研究及其在医药上的应用

核酸适体（nucleic acid aptamer）是从人工合成的随机单链核酸库中筛选出的特异性与靶物质高度亲和的核酸分子,包括DNA适体和RNA适体. 体外获得核酸适体的方法称为指数富集配体系统进化技术,即SELEX（systematic evolution of ligands by exponential enrichment）. 在SELEX技术获得的核酸适体中,RNA适体因其结构的多样性而具有靶分子广、亲和力高、特异性强等特点. 同时,相比传统抗体,RNA适体分子量小、易改造修饰、制备方便且无免疫原性. 因此,RNA适体在基础研究、临床诊断、药物研制等方面展现了广阔的应用前景. 本文综述了RNA适体的产生、特点、作用方式、优势与局限性,并详细介绍了其在医药研究领域的应用.     

综述与专论: 基于核酸适配体传感器的即时检测（POCT）技术

即时检测（point-of-care testing，POCT）是一种检测成本低、检测速度快、准确度高、能自我采样获得临床诊断结果的新型诊断技术。该技术在临床诊断、病情监控与疫情防控等领域发挥了重要作用。核酸适配体是一种能够特异性识别多种靶标的分子探针，具有易合成、批间差异小、易实现信号放大等突出优势，是生物医学传感器中重要的分子识别元件。本文概述了核酸适配体探针的现有筛选方法和进展，总结了核酸适配体POCT传感器信号放大策略，着重介绍了各类核酸适配体传感器在POCT领域的应用现状，并对核酸适配体POCT传感器的发展前景进行了展望。     

新型分子信标技术的研究进展

分子信标是一种设计巧妙的新型荧光标记核酸探针。特殊的发夹结构使分子信标具有很强的特异性识别靶标序列的能力,目前已成为生物学中一种强有力的研究工具。本文介绍了近年来出现的各种新型的分子信标(MB)的结构及工作原理。简要概述了MB技术在生命科学领域中的应用,展望了MB技术的发展趋势。