第一篇：分子標(biāo)記技術(shù)在中藥分類資源保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)展

摘要： 分子標(biāo)記技術(shù)一般是指研究核酸及蛋白質(zhì)等攜帶遺傳信息的大分子特征的技術(shù)，分子標(biāo)記可分為DNA分子標(biāo)記和蛋白質(zhì)分子標(biāo)記。分子標(biāo)記技術(shù)引入中藥領(lǐng)域后被廣泛地應(yīng)用于分類、鑒別和保護(hù)等各個(gè)層面，受到越來越多的重視。本文將重點(diǎn)介紹在中藥分類和資源保護(hù)方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 分子標(biāo)記技術(shù) 中藥分類 資源保護(hù)

Molecular markers in Chinese medicine classification resources

protection application progress Abstrac: Molecular markers usually refers to study nucleic acids and proteins such carries the genetic information macromolecules characteristics of technology, molecular markers can be divided into DNA molecular markers and protein molecular markers.Molecular marker technology into the Chinese medicine after the field is widely applied in the classification, identification and protection and at all levels, by more and more attention.This article will mainly introduced in Chinese traditional medicine classification and resources protection applications.Key words: Molecule Marker Technology

TCM classification

Resources protection

引言

DNA分子標(biāo)記是隨著核酸分子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的,已被應(yīng)用于生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，特別是在系統(tǒng)進(jìn)化、保育遺傳學(xué)、品種鑒定及良種選育、遺傳圖譜構(gòu)建、基因定位等方面得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)DNA 分子標(biāo)記所采用的核心技術(shù)大體上可分為三類：一是以分子雜交為基礎(chǔ)的DNA指紋技術(shù)；二是以PCR為基礎(chǔ)的DNA指紋技術(shù)；三是DNA序列標(biāo)記技術(shù)。DNA分子標(biāo)記

1.1

基于分子雜交的DNA指紋技術(shù)基于分子雜交的DNA指紋技術(shù)可分為RFLP,SSR等技術(shù)，這些技術(shù)的實(shí)驗(yàn)過程一般要包括限制性酶切、Southern印記、探針標(biāo)記、分子雜交等繁瑣的實(shí)驗(yàn)步驟，且只能檢測(cè)出探針長(zhǎng)度范圍內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)的變異，多態(tài)性檢出效率低，同時(shí)要求的DNA量比較大，因而限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。本類技術(shù)在植物系統(tǒng)與進(jìn)化研究中有很多成功的例子，但在中藥領(lǐng)域目前應(yīng)用得較少，這里不做重點(diǎn)介紹。

1.2

基于PCR基礎(chǔ)的DNA指紋技術(shù)基于PCR的指紋技術(shù)近年來層出不窮，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。這里根據(jù)各技術(shù)在中藥領(lǐng)域中應(yīng)用的潛力及普遍性等方面重點(diǎn)介紹以下幾種：隨機(jī)擴(kuò)增長(zhǎng)度多態(tài)性DNA（RAPD）、基于PCR的簡(jiǎn)單重復(fù)序列（PCR-SSR）、擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（AFLP）、基于PCR的限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（PCR-RFLP）、直接擴(kuò)展增長(zhǎng)度多態(tài)性（DALP）。

1.2.1 RAPDRAPD是以10堿基的任意序列寡核苷酸片段為引物，在未知序列基因組DNA上進(jìn)行隨機(jī)擴(kuò)增以研究樣本間遺傳差異的指紋技術(shù)，是當(dāng)今在中藥研究領(lǐng)域中應(yīng)用的最廣的分子標(biāo)記技術(shù)，如分類和遺傳關(guān)系分析、遺傳多樣性評(píng)價(jià)、資源保護(hù)等，起到了非常重要的作用。

遺傳關(guān)系分析：RAPD分析和等位酶標(biāo)記都被廣泛地用來研究物種的遺傳多樣性，但能檢測(cè)到比等位酶高的多樣性信息。邵愛娟等［1］利用RAPD對(duì)栽培人參不同品系之間的遺傳多樣性進(jìn)行研究，從分子水平證明了根據(jù)表征性狀對(duì)人參栽培類群進(jìn)行劃分是可行的。郭寶林等［2］利用RAPD技術(shù)探討了中藥厚樸種內(nèi)關(guān)系和道地性問題，并將所得結(jié)果與形態(tài)學(xué)及指標(biāo)成分相聯(lián)系，最終認(rèn)為厚樸應(yīng)分為3個(gè)地理綜，道地性主要

分化，并發(fā)現(xiàn)一個(gè)川明參特有的遺傳標(biāo)記，因此支持將明黨參與川明參作為兩個(gè)種處理。周延清等［11］在PCR-ISSR反應(yīng)體系中加入2%去離子甲酰胺降低模糊背景，僅用一個(gè)引物就鑒別了實(shí)驗(yàn)所用的10個(gè)懷地黃品種。葛永奇等［12］對(duì)江蘇泰興、美國(guó)紐約栽培的銀杏群體和中國(guó)3個(gè)可能為野生的銀杏自然群體（浙江天目山、貴州務(wù)川、湖北大洪山區(qū)）的遺傳多樣性水平和群體遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究后發(fā)現(xiàn)：群體遺傳多樣性以貴州務(wù)川最高，美國(guó)紐約的栽培群體最低；在聚類時(shí)，務(wù)川群體與天目山群體首先聚成一類，美國(guó)紐約群體則與湖北大洪山群體具有較近的親緣關(guān)系，并結(jié)合遺傳結(jié)構(gòu)的分析和生態(tài)學(xué)研究結(jié)果，給出了銀杏保護(hù)的策略。彭云滔等［13］研究了采自廣西和廣東羅漢果野生居群的樣品，認(rèn)為羅漢果各居群點(diǎn)的遺傳多樣性存在較大的差異，且居群間產(chǎn)生了較大的遺傳分化，因此在進(jìn)行保護(hù)重點(diǎn)地區(qū)種質(zhì)資源時(shí)也要注意其它地區(qū)野生羅漢果的保護(hù)和利用。楊淑達(dá)等［14］在對(duì)我國(guó)西南地區(qū)特有植物滇牡丹進(jìn)行ISSR分析時(shí)指出，該物種遺傳多樣性水平較高，居群間分化較大，造成其瀕危的主要原因應(yīng)為生境破壞和濫采濫挖。

1.2.4 AFLPAFLP基本原理是對(duì)基因組DNA進(jìn)行限制性酶切，使用雙鏈人工接頭與基因組DNA的酶切片段相結(jié)合作為擴(kuò)增的模板，接頭及相鄰的幾個(gè)堿基序列做為引物的結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行PCR擴(kuò)增得到多態(tài)的DNA指紋，常常用于種質(zhì)資源評(píng)估、遺傳關(guān)系等方面的研究中。虞泓等［15］對(duì)石斛屬內(nèi)石斛組4個(gè)種和一個(gè)未知類群種進(jìn)行基因組DNA多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)5種石斛單獨(dú)聚類，同時(shí)兩個(gè)金釵石斛居群在種下分別聚類，為進(jìn)行石斛的分類鑒別提供了分子生物學(xué)基礎(chǔ)。王曉梅等［16］檢測(cè)了雌雄銀杏基于DNA的差異，篩選出與銀杏性別有關(guān)的分子標(biāo)記，其中3個(gè)引物組合各提供了1個(gè)與雌性相關(guān)的標(biāo)記，這為尋找性別特異的探針或PCR引物，用于銀杏性別鑒定奠定了基礎(chǔ)。周世良等［17］利用野生屏邊三七作對(duì)照，采用4個(gè)引物組合對(duì)3個(gè)種植場(chǎng)的三七進(jìn)行分析，并對(duì)比ITS測(cè)序結(jié)果，認(rèn)為三七變成栽培作物后，有比較嚴(yán)重的遺傳多樣性的喪失，但仍存在著變異，對(duì)保存了相對(duì)較高遺傳多樣性的居群應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)，同時(shí)考慮到居群間仍存在較大的遺傳變異，其相鄰居群也應(yīng)予以保護(hù)。

1.2.5

PCR-RFLPPCR-RFLP是對(duì)PCR擴(kuò)增的DNA片段進(jìn)行限制性酶切位點(diǎn)分析。韓國(guó)Um Jae Young等［18］應(yīng)用RAPD和PCR-RFLP技術(shù)對(duì)4個(gè)韓國(guó)與中國(guó)產(chǎn)人參進(jìn)行了檢測(cè)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)韓國(guó)產(chǎn)人參DNA指紋具有極大的差異性，可以互相區(qū)別。

1.2.6 DALP直接擴(kuò)增長(zhǎng)度多態(tài)性（DALP）是由 Desmarais等

［19］

開發(fā)的，是基于生物體中普遍存在大量M13序列，利用經(jīng)過修飾或未經(jīng)修飾的M13通用引物對(duì)進(jìn)行PCR擴(kuò)增來研究基因組DNA長(zhǎng)度多態(tài)性的一種技術(shù)。DALP一般使用的引物（20～27 mer）較長(zhǎng)，可以適合較為嚴(yán)格的擴(kuò)增條件，包括相對(duì)高的退火溫度和低氯化鎂濃度，因此可以得到重復(fù)性好的結(jié)果。在引物擴(kuò)增時(shí)可采用兩種策略以適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)要求：一種是在進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)每個(gè)樣本需要通過同一對(duì)引物組合進(jìn)行兩次獨(dú)立的PCR擴(kuò)增反應(yīng)（但每次只將組合對(duì)中的一個(gè)引物標(biāo)記），在分析時(shí)可將兩次結(jié)果在同一張圖譜上對(duì)比，只分析那些由兩條引物擴(kuò)增的條帶，進(jìn)一步減少由同一引物擴(kuò)增引起的非特異性干擾；另一種是不經(jīng)引物標(biāo)記，只做一次擴(kuò)增，直接將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，比較不同樣本DNA多態(tài)性的差異，以縮短實(shí)驗(yàn)周期、降低實(shí)驗(yàn)成本。DALP現(xiàn)已經(jīng)成功用于檢測(cè)不同類群生物（如病毒、脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物）的親緣關(guān)系和多態(tài)性的研究［20～22］，但目前在中藥分類與保護(hù)領(lǐng)域中，應(yīng)用的還比較少，如：夏惠茵等［23］在利用DALP鑒定人參與西洋參時(shí)，降低了選擇性引物/反向引物的比率來解決反向引物親和性的問題并使用50～55℃以減少背景干擾，建立了快速的PCR鑒別方法，鑒別了人參與西洋參；李永誼等［24］通過對(duì)PCR反應(yīng)條件中主要參數(shù)的實(shí)驗(yàn)和比較分析，發(fā)現(xiàn)所有樣品都可以得到5個(gè)引物的9條譜帶，因此建立了可直接用于紅景天藥材品種鑒定的DALP反應(yīng)體系。相信此項(xiàng)技術(shù)將越來越廣泛地應(yīng)用于中藥分類與資源保護(hù)的各個(gè)層面。

1.3 DNA序列標(biāo)記技術(shù)DNA序列標(biāo)記技術(shù)是直接測(cè)定生物體中的特定序列并進(jìn)行遺傳差異分析的一種技術(shù)。目前常用的序列主要有核基因組的rRNA，ITS等；植物葉綠體基因組的rbc族基因、trnK及其內(nèi)含子matK 基因、rpoC 基因、rpl基因等；動(dòng)物線粒體基因組cyt-b 基因、12S rRNA等。高建平等［25］得到不同產(chǎn)地不同居群華中五

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第二篇：免疫標(biāo)記技術(shù)及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)

專業(yè)文獻(xiàn)綜述

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學(xué)號(hào):

指導(dǎo)教師: 免疫標(biāo)記技術(shù)及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用陳澤食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院食品質(zhì)量與安全食品質(zhì)量與安全112班114033207王子榮職稱:教授

2014 年 6 月 10日

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制

免疫標(biāo)記技術(shù)及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

作者：陳澤指導(dǎo)老師：王子榮

摘要：文章介紹了免疫標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展以及免疫標(biāo)記技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用，包括免疫熒光技術(shù)、免疫酶技術(shù)、放射免疫測(cè)定法、免疫膠體金技術(shù)和發(fā)光免疫測(cè)定法，并概述這些檢測(cè)技術(shù)對(duì)食品安全的重要作用及影響。

關(guān)鍵詞：免疫標(biāo)記技術(shù)；食品安全；檢測(cè)

免疫分析法是以抗原抗體特異性結(jié)合生成抗原抗體免疫復(fù)合物為基礎(chǔ)，用來檢測(cè)生物樣品中較低含量活性物質(zhì)的檢測(cè)方法。此種分析方法的基礎(chǔ)是抗原抗體反應(yīng)的高度專一性和反應(yīng)靈敏性。進(jìn)行免疫分析的前提是獲得與檢測(cè)物質(zhì)相對(duì)應(yīng)的抗體或抗原，抗體的特異性和親和性都是決定免疫分析能力的重要影響因素。免疫標(biāo)記技術(shù):泛指使用熒光素、放射性同位素、酶、膠體金以及化學(xué)(或生物)發(fā)光劑等作為標(biāo)記物，標(biāo)記的抗體或抗原和與之對(duì)應(yīng)的抗原或抗體進(jìn)行特異性的抗原抗體反應(yīng)，最終借助各種精密的檢測(cè)儀器對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察和測(cè)定。免疫標(biāo)記技術(shù)可以為樣本定性研究，或?yàn)闃颖径炕蛘甙攵繖z測(cè)技術(shù)，也可以在細(xì)胞或者組織中進(jìn)行定位研究。

一、免疫分析發(fā)展的歷史世紀(jì)50年代，免疫分析方法最初應(yīng)用在體液中生物大分子的檢測(cè)。1959年，美國(guó)學(xué)者Yalow和Bersou建立檢測(cè)糖尿病患者血漿中胰島素的免疫標(biāo)記方法，巧妙地將放射性同位素125I示蹤技術(shù)和傳統(tǒng)的免疫方法相結(jié)合，使免疫分析技術(shù)從定性技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎考夹g(shù)，開創(chuàng)免疫標(biāo)記的先河。1971年，瑞典學(xué)者Eugvai和Perlmauu用酶代替放射性同位素進(jìn)行標(biāo)記，創(chuàng)建了酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）。1982年，Neurmau在免疫分析的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種新型免疫分析技術(shù)——時(shí)間分辨熒光免疫測(cè)定(TRFLA)。1976年，Tsuji等基于酶與其特異性發(fā)光物質(zhì)與免疫反應(yīng)相結(jié)合，建立化學(xué)發(fā)光免疫測(cè)定(CLIA)。1990年，Leland建立電化學(xué)發(fā)光(ECLIA)，是繼放射免疫、酶免疫、熒光免疫, ELIA以后的新一代標(biāo)記免疫測(cè)定技術(shù)。

二、免疫熒光技術(shù)

免疫熒光技術(shù)又稱熒光抗體法(fluorescent antibody technique, FAT)，是一種將結(jié)合有熒光素(異硫氰酸熒光素、羅丹明、二氯二嗓基氨基熒光素)的熒光抗體作為分子探針與抗原進(jìn)行反應(yīng)，借以提高免疫反應(yīng)靈敏度和適合顯微鏡觀察的免疫標(biāo)記技術(shù)。該法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)的特點(diǎn)。

免疫熒光技術(shù)的原理是將抗原抗體反應(yīng)的特異性和敏感性與顯微小蹤的精確性相結(jié)合，以有熒光素作為標(biāo)記物，與已知抗體結(jié)合，但不影響其免疫學(xué)特性。然后將熒光素標(biāo)記的抗體作為標(biāo)準(zhǔn)試劑，用以檢測(cè)和鑒定未知抗原。在熒光顯微鏡下，可以直接觀察呈現(xiàn)特異熒光的抗原抗體復(fù)合物以及其存在部位。

張冬青等采用膜溶解、密度梯度分離純化結(jié)合免疫熒光技術(shù)對(duì)飲用水中的“兩蟲”(隱抱子蟲和賈第鞭毛蟲)進(jìn)行定性定量分析檢測(cè)，其回收率分別為56%和35%，均高于EPA 1623方法的質(zhì)量控制要求。采用免疫熒光技術(shù)操作方法簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)，適合在國(guó)內(nèi)水源檢測(cè)中推廣使用。有報(bào)道首次將微菌落技術(shù)同免疫熒光技術(shù)相結(jié)合，建立了微菌落免疫熒光技術(shù)(M-CIF)。M-CIF法敏感性和重復(fù)性好，用已知沙門氏菌濃度做最低檢出限量實(shí)驗(yàn)，常規(guī)法檢出限為10個(gè)/mL，而該

法為5個(gè)/mL;陽(yáng)性對(duì)照和陰性對(duì)照重復(fù)10次，陽(yáng)性菌落均熒光明亮，顏色穩(wěn)定，陰性菌落均熒光很弱。用M-CIF法對(duì)不同菌落進(jìn)行特異性的熒光染色鑒別細(xì)菌，僅需5-6 h，在食品有害微生物檢測(cè)方面有著非常大的應(yīng)用前景。

三、免疫酶技術(shù)

免疫酶技術(shù)又稱酶免疫測(cè)定法，是將抗原和抗體的特異免疫反應(yīng)和酶催化反應(yīng)的高效性和專一性相結(jié)合而建立的一種新技術(shù)，常用的酶是辣根過氧化物酶。其原理和免疫熒光技術(shù)相似，不同的是用酶代替熒光劑做標(biāo)記，以及酶的特殊底物處理標(biāo)本來顯示酶標(biāo)記的抗體，以檢測(cè)標(biāo)記物的有無及含量間接反映被測(cè)物的存在與多少。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、敏感性高、準(zhǔn)確性好、易于商品化等特點(diǎn)，正被廣泛應(yīng)用于微量物質(zhì)檢測(cè)、免疫相關(guān)物質(zhì)檢測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域的分析檢測(cè)。免疫酶技術(shù)方法很多，最主要的方法為酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)，簡(jiǎn)稱酶標(biāo)法，被廣泛用于檢測(cè)抗原或抗體，可進(jìn)行定性和定量分析。ELISA法可檢測(cè)食品中的病原菌沙門氏菌、大腸桿菌等，食品中的微量農(nóng)藥殘留，以及醬油生產(chǎn)中能引起中毒的霉菌次級(jí)代謝產(chǎn)物黃曲霉毒素、超曲霉毒素等方面。用該法進(jìn)行李斯特氏菌的快速檢測(cè)，用三株針對(duì)單核細(xì)胞增生僅需48 h，在人工模擬肉中檢測(cè)下限為5 cfu/ g樣品。陳琦等采用酶聯(lián)免疫試劑盒及繪制以氯霉素濃度為半對(duì)數(shù)坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)牛肉和蜂蜜中氯霉素殘留量進(jìn)行測(cè)定，變異系數(shù)為3.1%一8.6% ,重復(fù)性好，精確度高。有報(bào)道用酶聯(lián)免疫吸附酶標(biāo)儀分析法和免疫親和微檢熒光儀分析法分別對(duì)糧油樣品中黃曲霉毒素B1進(jìn)行測(cè)定，對(duì)其檢測(cè)條件和結(jié)果進(jìn)行差異性分析，比較發(fā)現(xiàn)酶聯(lián)免疫吸附分析法適宜大批量樣品快速篩選，檢出限為0.1μg/kg，可在廣大基層實(shí)驗(yàn)室推廣應(yīng)用。

四、放射免疫標(biāo)定法

放射免疫測(cè)定法(radioimmuno-assay,RIA)是采用放射性同位素的抗原或抗體來檢查相應(yīng)抗體或抗原的高靈敏度免疫分析方法，此法具有高靈敏度(達(dá)10-9或10-12）可進(jìn)行超微量分析，敏感性高等優(yōu)點(diǎn)。本法常用的同位素有3H，14C，125I和131I等。放射免疫分析法應(yīng)用范圍廣泛，在食品安全檢測(cè)中可用來檢測(cè)肉類藥物殘留，黃曲霉毒素等。

徐美奕等人用125 I標(biāo)記的放射免疫試劑盒測(cè)定養(yǎng)殖紅笛酬與野生紅笛酬肌肉中雌二醇、孕酮、睪酮三種性腺激素殘留量。在養(yǎng)殖紅笛酬與野生紅笛酬肌肉中均檢出三種激素，野生紅笛酬中的激素殘留量較低，但仍能被檢出，放射免疫分析法放射性活度低、毒性小、樣品處理簡(jiǎn)單、靈敏度高，檢出限高于液相色譜法，可達(dá)ng-pg級(jí)，可作為水產(chǎn)品中激素殘留量的有效檢測(cè)手段。有文獻(xiàn)應(yīng)用Charm II放射免疫分析方法測(cè)定豬尿樣的磺胺類殘留，檢測(cè)限為200μg/kg，符合歐美等國(guó)磺胺類最大殘留限量的檢測(cè)要求，同時(shí)快速簡(jiǎn)便，在30 min內(nèi)可出初篩結(jié)果，假陰性率為0%，有助于大批量樣品的初篩，同時(shí)本方法為動(dòng)物養(yǎng)殖過程中的用藥監(jiān)控提供了一種快速檢測(cè)方法。

五、膠體金免疫技術(shù)

采用電子致密物質(zhì)(通常用辣根過氧化物酶和鐵蛋白)標(biāo)記的抗體與其相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合，借電鏡檢出這一標(biāo)記復(fù)合物的技術(shù)稱為免疫電鏡技術(shù)。近年來逐漸發(fā)展到用膠體金作為非放射性示蹤劑，即膠體金免疫技術(shù)。膠體金免疫技術(shù)是20世紀(jì)80年代繼三大標(biāo)記技術(shù)(熒光素、放射性同位素和酶)后發(fā)展起來的固相標(biāo)記免疫測(cè)定技術(shù)。

有關(guān)膠體金免疫技術(shù)的最旱報(bào)道是1971年Faulk和T aylor將膠體金與抗

體結(jié)合，用于電子顯微鏡水平的免疫細(xì)胞化學(xué)研究。此后，膠體金作為一種新型免疫標(biāo)記技術(shù)發(fā)展很快。目前在微生物學(xué)檢驗(yàn)中應(yīng)用的主要是免疫層析法和快速免疫金滲濾法。膠體金是由氯金酸在還原劑作用下，聚合成特定大小的金顆粒，并由于靜電作用成為一種穩(wěn)定的膠體狀態(tài)。膠體金標(biāo)記實(shí)質(zhì)上是蛋白等高分子被吸附到膠體金表面的包被過程，利用它在堿性環(huán)境中帶負(fù)電荷的性質(zhì)，與蛋白質(zhì)分子或其他生物大分子的正電荷基團(tuán)借靜電吸引而形成牢固結(jié)合。

由于膠體金標(biāo)記蛋白質(zhì)是物理結(jié)合過程，結(jié)合牢固，很少引起蛋白質(zhì)活性改變，所以試劑非常穩(wěn)定，不受溫度等外界因素影響，可在辦公室、家中甚至野外進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果也可長(zhǎng)期保存。還具有很強(qiáng)的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，可放置數(shù)年。胡孔新等人以被列為I類潛在重要生物恐怖因子鼠疫桿菌作為診斷對(duì)象，建立了適合于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)鼠疫桿菌抗原用的膠體金標(biāo)記免疫層析方法，其檢測(cè)靈敏度

5達(dá)到1 x 10 cfu/ mL，并對(duì)常見的金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌無明顯非特異

作用，該法對(duì)出入境口岸的樣品安全檢測(cè)有重要意義。有文獻(xiàn)建立了一種簡(jiǎn)便快速的膠體金免疫層析法來檢測(cè)沙門氏菌。致病菌污染食物并在其中大量繁殖或產(chǎn)生毒素是細(xì)菌性食物中毒發(fā)生的首要原因，食入含106-107cfu/ g沙門菌的食品即可發(fā)病。該法制備的免疫層析條檢測(cè)靈敏度為2.1 x 106cfu/ mL，在沙門菌食物中毒菌量范圍內(nèi)。吉坤美等采用簡(jiǎn)易快速膠體金免疫層析法(GICA)檢測(cè)食品中花生蛋白成分。通過膠體金標(biāo)記建立快速檢測(cè)花生過敏原GICA試條，具有高靈敏度，GICA測(cè)試條與花生蛋白抗原呈特異性反應(yīng)，檢測(cè)自制的花生抗原標(biāo)準(zhǔn)品的靈敏度可達(dá)50 ng/ mL?？捎行У乜焖贆z測(cè)各種樣品，滿足我國(guó)進(jìn)出口食品貿(mào)易的需求，同時(shí)為制定我國(guó)食品過敏原標(biāo)簽管理奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)，膠體金技術(shù)還可用于肉類、蛋類中抗生素殘留、激素殘留的檢測(cè)。

六、發(fā)光免疫分析技術(shù)

一種把化學(xué)發(fā)光或生物發(fā)光反應(yīng)與免疫測(cè)定結(jié)合后的高靈敏度分析方法，兼具有發(fā)光分析的高靈敏性和抗原抗體反應(yīng)高度特異性。化學(xué)發(fā)光劑有熒光醇、光澤精等。利用化學(xué)發(fā)光反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)是從20世紀(jì)60年代中期開始的，20世紀(jì)70年代后期將化學(xué)發(fā)光反應(yīng)與免疫測(cè)定方法結(jié)合而建立的化學(xué)發(fā)光免疫分析法可對(duì)多種物質(zhì)進(jìn)行微量分析，靈敏度比ELISA高1000倍，且無毒、簡(jiǎn)便快速。發(fā)光免疫技術(shù)可用于激素類的檢測(cè)和抗生素殘留檢測(cè)，同時(shí)也可用于肉毒素等微生物代謝物檢測(cè)，可定量分析也可定性，且無放射性物質(zhì)污染，在食品安全檢測(cè)中有廣泛前景，但由于其應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，在方法上仍需進(jìn)一步探索。

七、發(fā)展及展望

免疫標(biāo)記技術(shù)是一類不斷發(fā)展和改進(jìn)的技術(shù)，有很多新的方法正在被研究。在實(shí)際操作中幾種免疫標(biāo)記技術(shù)可結(jié)合使用，例如可將熒光技術(shù)和酶免疫技術(shù)結(jié)合成熒光酶免疫分析技術(shù)，大大提高了敏感性。隨著各種研究技術(shù)的不斷進(jìn)步，在將來的食品安全檢測(cè)中，簡(jiǎn)便、靈敏、快速的聯(lián)用技術(shù)、免疫技術(shù)能為食品安全檢測(cè)提供快捷方法，也為人們的營(yíng)養(yǎng)健康做出保證，為疾病預(yù)防做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)展匯總

酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)展

許廣帥

（化工學(xué)院 化工一班）

摘要：由于有機(jī)溶劑易使酶蛋白變性、失活或抑制其反應(yīng)，因此，長(zhǎng)期以來，形成 了一個(gè)概念：酶反應(yīng)需在水溶液中進(jìn)行。盡量避免使用有機(jī)溶劑。隨著酶學(xué)研究的進(jìn)展。經(jīng) 過近十年的大量研究，人們發(fā)現(xiàn)。只要條件合適，酶在有機(jī)溶劑中是完全能夠起催化反應(yīng)的。1985年歐洲生物技術(shù)聯(lián)合會(huì)召開了“生物催化劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用，隨后又組織了“有機(jī)相中的酶催化討論會(huì)，引起了與會(huì)科學(xué)工作者扳太的興趣。近年來。有機(jī)合成化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重大進(jìn)展就是應(yīng)用微生物或酶進(jìn)行催化反應(yīng)。由于酶催化反應(yīng)具有高度的專一性，使得 這種合成與轉(zhuǎn)化在合成化學(xué)領(lǐng)域中具有很大的理論價(jià)值和應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵詞：酶、有機(jī)溶劑、生物催化劑、催化反應(yīng)

Abstract: Because the organic solvent is easy to make enzyme protein denaturation and inactivation or inhibit the reaction, therefore, for a long time, form a concept: enzyme reaction should be carried out in aqueous solution.Try to avoid using organic solvent.With the progress of the enzymology.After nearly 10 years of research, people found.As long as conditions are right, enzymes in organic solvents is fully capable of catalytic reaction.In 1985 European biotechnology federation held a “the application of biological catalyst in organic synthesis, and then organized” seminar on enzyme catalysis in the organic phase, aroused the interest of the scientific workers pull too.In recent years.A significant progress in the field of organic synthesis chemistry is the application of microorganism or enzyme catalytic reaction.Because the enzyme catalytic reaction are highly specific, makes the synthesis and transformation in the field of synthetic chemistry has great theory value and application potential.Key words:Enzyme, organic solvents, catalysts, catalytic reaction 1 前言

酶除作用于天然底物外，還可作用于與其底物結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)發(fā)生非自然催化，從而構(gòu)戚了一個(gè)特殊的化學(xué)合成新銹域。通過酶催化可以完成各種各樣的化學(xué)反應(yīng)，如：氧化、脫氫、還原、脫氨、羥基化、甲基化、環(huán)氧化、脂化、酰胺化、磷酸化、開環(huán)反應(yīng)、異構(gòu)化、側(cè)鏈 切除、縮合以及鹵代等反應(yīng)。由于酶催化較化學(xué)法催化具有區(qū)域選擇性、立體選擇性、條件 溫和、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此形成了生物學(xué)與化學(xué)邊緣領(lǐng)域中十分引人注意的，研究非?；钴S的重要課題，并已出現(xiàn)許多科研成果。實(shí)際上，酶催化已經(jīng)應(yīng)用于制藥、精細(xì)化工、食品添加劑以及日用化合物等的合成。酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用

多肽合成、脂類合成、抗生素的修飾、有機(jī)酸、光學(xué)活性氨基酸的制備、日用化合物生產(chǎn)。

2.1鹵過氧化物酶

2.1.1鹵化反應(yīng)

氯是目前地球上含量最多的鹵素，其次是溴和碘。鹵素被有機(jī)體用來產(chǎn)生鹵素代謝產(chǎn)物，從哺乳動(dòng)物體內(nèi)的甲狀腺激素到某些植物產(chǎn)生的有毒的氟化脂肪酸。藻類，特別是海藻是目前最豐富的鹵素代謝產(chǎn)物的來源1221。海藻在鹵過氧化物酶的幫助下合成了鹵化合物。這些化合物包括吲哚、萜、酚類、揮發(fā)性的鹵代烴等。鹵化酶所產(chǎn)代謝物大都具有生物學(xué)的抗真菌、抗細(xì)菌、抗病毒和抗炎的活性，例如鹵代的吲哚，具有抗炎和抗癌的活性。鹵化反應(yīng)可以被亞鐵血紅素鹵過氧化物酶以及釩鹵過氧化物酶和細(xì)菌鹵過氧化物酶所催化。早在1961 年，Hager等∞l就報(bào)道了CPO能和B一酮酸發(fā)生鹵化反應(yīng)。鹵化作用的代表是氯過氧化物酶催化的卡爾里霉素的生物合成1241。近年來，由于具有可以鹵化一系列有機(jī)化合物的力，鹵過氧化物酶引起了商業(yè)和藥學(xué)界的濃厚興趣。由鹵過氧化物酶催化的鹵化反應(yīng)缺乏立體特異性，這與無酶鹵化反應(yīng)是一致的，具體的細(xì)節(jié)仍有爭(zhēng)論閉，但某些糖烯的區(qū)域選擇性溴化反應(yīng)例外倒。糖烯在氯過氧化物酶、HX(鹵化氫)和H：O：存在下反應(yīng)生成相應(yīng)的2一脫氧一2一溴糖，且具有高的區(qū)域和立體選擇性。該化合物是非常有用的生物活性糖類和合成纖維，此方法對(duì)于鹵代糖類的合成是一種新的方法。2.1.2氧化反應(yīng)

炔在各種化合物的合成中是一個(gè)非常重要的中間體。已經(jīng)研究了很多炔上三鍵的氧化反應(yīng)。然而，對(duì)于氧化炔丙基的例子并不多。手性丙炔醇是對(duì)應(yīng)選擇性合成復(fù)雜分子(特別是生物學(xué)活性物質(zhì))的重要標(biāo)準(zhǔn)部件。Hager等[271報(bào)道了CPO在H20：或TBHP(叔丁基氫過氧化物)的存在下，催化氧化2一炔到醛的反應(yīng)。從炔到醛的炔丙基氧化過程中，不對(duì)稱的炔丙醇作為一個(gè)中間體。在H：0：和CPO的水溶液中，醇完全、快速地轉(zhuǎn)化成了醛(92％～95％)。在己烷(或乙酸乙酯)和緩沖溶液(pH=5．0)的兩相體系里，CPO可以催化一系列伯醇生成相應(yīng)的醛閻。CPO也可以不對(duì)稱地催化前手性的l，3一環(huán)己二烯，反應(yīng)有高的對(duì)應(yīng)選擇性，且有很高的產(chǎn)率。2.1.3環(huán)氧化作用

環(huán)氧化合物是非常重要的有機(jī)合成中間體。通過官能團(tuán)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，可以從環(huán)氧化合物制備一系列不同結(jié)構(gòu)的手性化合物。目前，工業(yè)應(yīng)用的烯烴環(huán)氧化合成環(huán)氧化合物的方法主要有氯醇法和Halcon法。在氯醇法中，合成反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大 量含CaCl：及各種有機(jī)氯化物的廢水，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；Halcon法工藝流程太長(zhǎng)，投資大，對(duì)原料質(zhì)量要求較高，操作條件嚴(yán)格，且聯(lián)產(chǎn)品多，故這兩種生產(chǎn)方法均不能滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。隨著人們對(duì)環(huán)保的日益重視及對(duì)環(huán)氧化產(chǎn)品需求的不斷增加，發(fā)展工藝簡(jiǎn)單、污染小的綠色環(huán)氧化合物合成新工藝顯得更為迫切1291。應(yīng)用于烯烴環(huán)氧化的酶主要有氯過氧化物酶(chloroperoxidase)和單加氧酶(monooxygenase)。自從發(fā)現(xiàn)CPO能作為一種環(huán)氧化反應(yīng)的催化劑以來，這個(gè)反應(yīng)的選擇性和產(chǎn)率一直是人們關(guān)注的問題。研究發(fā)現(xiàn)，CPO能催化各種烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化，且有很高的產(chǎn)率和對(duì)映選擇率。另外，CPO還可以催化茚，經(jīng)過茚二醇中間體。直接衍生出手性環(huán)氧化物[30l]。

總結(jié)：鹵過氧化物酶能催化多種反應(yīng)，且催化的多數(shù)反應(yīng)以立體特異性的方式實(shí)現(xiàn)。此外，催化反應(yīng)條件溫和，無環(huán)境污染，應(yīng)用前景廣闊。但是，當(dāng)H20：氧化劑濃度高時(shí)，容易失活；且大多底物水溶性差。近年來，已經(jīng)開發(fā)了一些方法來改善這些不利因素，例如：C礦、M礦等多種離子可以提高無輔基鹵過氧化物酶的穩(wěn)定性、耐熱性和耐有機(jī)溶劑的能力例；利用抗氧化劑來提高氯過氧化物酶的操作穩(wěn)定性I擁。因此，對(duì)鹵過氧化物酶進(jìn)行修飾、改進(jìn)將是今后發(fā)展的重要方向。隨著研究的不斷深入，相信在不久的將來，鹵過氧化物酶必將成為現(xiàn)代合成化學(xué)和醫(yī)藥工業(yè)中重要的手性催化劑。

2.2氰基水解酶

2.2.1氰基水解酶簡(jiǎn)介

早在三十年代，為了 解釋一些化學(xué)合成的氰基衍生物對(duì)植物生長(zhǎng)的 促進(jìn)作用，就有人提出 某些植物器官能將氰化物轉(zhuǎn)化成酸。哈佛 大學(xué)的 Thimann和 Mahadeven認(rèn)為這是一個(gè)酶促反應(yīng)，并于1964年從大麥葉子中正式分離到這個(gè)酶，定名為氰基水解酶。目前的研究表明，腈化物的酶水解通過兩種途徑： 一是通過氰基水解酶將氰基直接轉(zhuǎn)化成羧酸，二是先通過氰基水合酶；將氰基轉(zhuǎn)化成酰胺，再通過酰胺酶的作用轉(zhuǎn)化成羧酸。通常所說的廣義的氰基水解酶即包括這兩種途徑所涉及的三種酶。本文除特別指出外，均指廣義的氰基水解酶。2.2.2氰基水解酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用

在有機(jī)合成中，常常需要水解氰基時(shí)不傷害其它可水解基團(tuán)，如酰基、縮醛、醚鍵等。Faber小組在對(duì)固定化酶SP409的研究中發(fā)現(xiàn)，這種復(fù)合酶對(duì)乙酯，磷酸酯類底物顯示出了化學(xué)選擇性，而對(duì)甲酯及?；〈牡孜飫t不具有選擇性（Figure4），酯鍵也水解了，這可能是由于SP409不純，含有能使甲酯和乙酰基水解的酯酶。

氰基水解酶的工業(yè)應(yīng)用氰基水解酶的溫和高效特點(diǎn)使之在工業(yè)生產(chǎn)上有很重要的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)今最主要的工程應(yīng)用是日本Nitto公司的丙烯酰胺工程(Figure20)，年產(chǎn)已達(dá)30000噸。在這項(xiàng)工程中，酶催化與傳統(tǒng)的酸水解相比具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),不僅能有效地將反應(yīng)中止在第一步,不致生成丙烯酸，而且產(chǎn)率可達(dá)100% ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)酸水解的65%，同時(shí)可以避免在中和強(qiáng)酸時(shí)生成的副產(chǎn)物硫酸銨。

2.3微生物環(huán)氧化合物水解酶

2.3.1催化機(jī)理

環(huán)氧化合物水解酶是一種a/B-折疊型水解酶，遵循兩步催化機(jī)理：(1)酶的天冬氨酸殘基親核進(jìn)攻環(huán)氧乙烷中的一個(gè)碳原子，形成一個(gè)共價(jià)結(jié)合的酯中間體；(2)在酶的作用下，一個(gè)水分子被激活，將酯中間體水解成產(chǎn)物。Rink等的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌A．radiobacter幻婦燈環(huán)氧化合物水解酶的Aspl07(親核進(jìn)攻作用)、Asp246(輔助組氨酸殘基發(fā)揮作用)和His275(活化水分子)3個(gè)氨基酸殘基組成了該酶三位一體的催化功能。2.3.2有機(jī)合成上的應(yīng)用

隨著被發(fā)現(xiàn)的微生物環(huán)氧化合物水解酶種類的增多，其應(yīng)用方面的研究也不斷深入。許多實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)擴(kuò)大到生物反應(yīng)器中，光學(xué)活性環(huán)氧化合物的制備規(guī)模已經(jīng)達(dá)到幾十克的水平。在這些拆分反應(yīng)中，不僅使用了生物反應(yīng)器，而且采用了高底物濃度、兩相體系，甚至用自來水代替緩沖液等多種新的方法，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。WeUem等““報(bào)道了在水一有機(jī)溶劑兩相體系中，利用酵母細(xì)胞硒。出n ck咖“出環(huán)氧化合物水解酶進(jìn)行了大規(guī)模的拆分反應(yīng)，獲得了高濃度(0.9ml，L)、高光學(xué)純度(98％ee)的(s)一1，2一環(huán)氧己烷(6.5g，30％收率)。在級(jí)聯(lián)的中空纖維膜生物反應(yīng)器中進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)化時(shí)，比產(chǎn)率為3.8g/L/H，運(yùn)行12d，獲得了38g高光學(xué)純度(98％ee))的-1，2-環(huán)氧已烷。

在藥物合成方面，利用環(huán)氧化合物水解酶制備光學(xué)活性的環(huán)氧化合物，解決了許多重要的生物活性物質(zhì)合成途徑上的限制性環(huán)節(jié)。Faber等“23利用冷凍干燥細(xì)胞對(duì)底物進(jìn)行不對(duì)稱水解開環(huán)，得到了一種合成松樹甲蟲信息素的重要中間體——(s)-Frontalin。Furstoss的研究小組利用黑曲霉選擇性水解環(huán)氧苧烯底物，獲得了光學(xué)純的6，7-雙羥基香葉醇和(4s，8s)-防風(fēng)根醇，后者是護(hù)膚品、洗滌劑和多種軟膏的重要成分。在拆分(±)一a一甲基-異丁基苯基環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，他們還采用了化學(xué)．酶法。首先通過黑曲霉催化的不對(duì)稱水解獲得r s-構(gòu)型環(huán)氧化合物，然后將生成的R-二醇采用化學(xué)的方法環(huán)化為消旋的環(huán)氧化合物繼續(xù)進(jìn)行拆分。(s)-a-甲基一異丁基苯基環(huán)氧乙烷在開環(huán)后可以轉(zhuǎn)化成重要的生物活性藥物——s-布洛酚。同時(shí)，他們利用該環(huán)氧化合物水解酶拆分330moL/L的對(duì)-硝基苯基環(huán)氧乙烷(54g/L)，經(jīng)過6h的水解反應(yīng)得到了光學(xué)純度高達(dá)99％的S-構(gòu)型環(huán)氧化合物，然后在酸性條件下對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行水解及重結(jié)晶獲得了光學(xué)純度為98％的R-二醇，最后加氨合成了肛阻斷劑類手性藥物尼芬爾醇。這種化學(xué)酶法在拆分外消旋環(huán)氧底物獲得光學(xué)活性環(huán)氧中間體以制備藥物(R)-3，5-二羥-3-甲基戊酸內(nèi)酯的合成中得到了應(yīng)用。此外，F(xiàn)urstoss等還報(bào)道了利用兩種選擇性互補(bǔ)的微生物A.niger和S.tuberosum環(huán)氧化合物水解酶，共同催化對(duì)-氯苯基環(huán)氧乙烷的不對(duì)稱水解反應(yīng)，得到了神經(jīng)保護(hù)藥物Eliprodil的關(guān)鍵性手性合成子——光學(xué)活性的R-二醇，其對(duì)映體過剩值高達(dá)96％，轉(zhuǎn)化率達(dá)93％。利用真菌S．tuberosum環(huán)氧化臺(tái)物水解酶水解茚環(huán)類環(huán)氧化臺(tái)物，他們還獲得了抗愛滋病藥物齊夫爾定(Indina-vir)的重要前體物質(zhì)：光學(xué)純度為98％的(1R，2S)——環(huán)氧化合物(收率20％)和光學(xué)純度為69％的(1R，2R)——二醇(收率48％)。

生物酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的生化技術(shù)。由于它有許多優(yōu)點(diǎn)，如反應(yīng)條件溫和（常溫、近中溫），具有高度的區(qū)域選擇性、立體選擇性和對(duì)映體選擇性，可避免敏感官能團(tuán)發(fā)生變化，可產(chǎn)生許多光化學(xué)活性物質(zhì)，尚可完成一些用傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)；另外還有產(chǎn)品純、無三廢、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越受到有機(jī)化學(xué)研究者的青睞，實(shí)驗(yàn)表明在有機(jī)溶劑中進(jìn)行酶催化反應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：增加非極性底物的濃度，很多不溶于水或在水中不穩(wěn)定的產(chǎn)物能在有機(jī)溶劑中用酶來催化生成；有機(jī)溶劑能保護(hù)酶免受有毒反應(yīng)物和反應(yīng)條件的損壞，提高酶的耐溫性等。酶催化反應(yīng)的類型包括氧化還原、酶合成、酯交換、脫氧、酰胺化、甲基化、羥化、磷酸化、脫氨、異構(gòu)化、環(huán)氧化、開環(huán)聚合、側(cè)鏈切除、聚合及鹵代等。

酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用以逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，并且近年來已取得了較大進(jìn)展，利用酶催化的不對(duì)稱可以合成許多手性分子，隨著酶技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)克服了酶催化反應(yīng)中存在的一些問題（如：對(duì)有機(jī)介質(zhì)的敏感性、對(duì)底物變化的適應(yīng)性以及醇的不穩(wěn)定性等）。近年來有關(guān)酶技術(shù)的進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）固定化酶：將酶固定在固定支持物上，或通過酶分子之間的交聯(lián)而得以固定，通過固定后可以更方便、更有效地利用酶，提高酶催化作用的效率；

（2）酶在低水有機(jī)介質(zhì)中催化反應(yīng)：多數(shù)酶是在水溶液中催化化學(xué)反應(yīng)的，近年來酶低水介質(zhì)中催化有機(jī)反應(yīng)取得了明顯的進(jìn)展，從而拓寬了酶應(yīng)用的領(lǐng)域，到了酶反應(yīng)只能在水溶液中進(jìn)行的傳統(tǒng)觀念；

（3）抗體酶：抗體酶是近年來才出現(xiàn)的新概念，是專一作用于抗原分子的有催化活性的、有特殊生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)。抗體酶兼?zhèn)涿庖叻磻?yīng)的專一性和酶催化反應(yīng)的活性，因此有可能通過人工制備來獲取高選擇性的催化劑以應(yīng)用于化學(xué)、生物和醫(yī)藥學(xué)；

（4）模擬酶：通過人工合成制備模擬酶的識(shí)別和催化性能的分子，已經(jīng)越來越引起化學(xué)家的注意。合成酶也能像天然酶一樣加速某些化學(xué)反應(yīng)，并顯示出較強(qiáng)的立體選擇性。雖然合成酶的研究剛剛起步，但已顯示出了巨大的誘惑力；

（5）Ribozyme：Ribozyme的功能主要是切斷RNA，有阻斷基因表達(dá)和產(chǎn)生抗病毒作用的應(yīng)用前景，其底物都是RNA分子。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：制圖技術(shù)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)中應(yīng)用和進(jìn)展

制圖技術(shù)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)中應(yīng)用和進(jìn)展

學(xué)習(xí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的我們，主要學(xué)習(xí)化學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本技能以及相關(guān)的工程技術(shù)知識(shí)，是培養(yǎng)我們將來化工生產(chǎn)具有較好的科學(xué)素養(yǎng)，具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)和科技管理的基本技能。其中，化工制圖技術(shù)在化工生產(chǎn)中方面的應(yīng)用起著非常重要的作用。

1、化工制圖技術(shù)的重要性

工程制圖制圖技術(shù)是本專業(yè)的一門必修課程，也是在培養(yǎng)我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)實(shí)際需要所開設(shè)的一門課程。化工制圖課的核心是,培養(yǎng)我們形成將各種幾何信息在頭腦中進(jìn)行綜合處理、形成廣泛聯(lián)想的形象思維, 以及處理工程圖樣的能力。在中學(xué)期間我們就接觸了幾何建模與正投影理論基礎(chǔ)課程，現(xiàn)在學(xué)習(xí)化工制圖技術(shù)又培養(yǎng)了我在二維、三維相互轉(zhuǎn)換的能力,形成按一定目的構(gòu)思形體, 拼合、分解、變換并能豐富地聯(lián)想、想象和多向思維的潛能。這種潛能在課堂上，老師與我們以徒手草圖加以訓(xùn)練, 能夠迅速地徒手繪制草圖是捕捉靈感、聯(lián)想、創(chuàng)造信息和交流信息的重要手段, 它可以簡(jiǎn)便及時(shí)地記錄和表達(dá)創(chuàng)想結(jié)果。

2、學(xué)習(xí)化工制圖技術(shù)，接軌國(guó)際工業(yè)化

隨著我國(guó)與國(guó)際工業(yè)上技術(shù)交流日益增加,為了在引進(jìn)和消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，面對(duì)國(guó)外工業(yè)圖樣的資料，我們必須具備這方面的基礎(chǔ)知識(shí)，而化工制圖技術(shù)課程的開設(shè)剛好提供了這一條件,是熟悉國(guó)外工程圖樣的畫法十分必要。

3、化工制圖技術(shù)在機(jī)械制圖中重要性

化工制圖技術(shù)專門研究化工圖樣的繪制和閱讀,它與機(jī)械制圖既有緊密的聯(lián)系,又有明顯的專業(yè)特征。而我們所學(xué)的化工制圖與機(jī)械制圖有共同的基礎(chǔ)知識(shí),在投影制圖基礎(chǔ)中解決形成機(jī)件形狀問題的處理能力,并在圖例中盡量結(jié)合化工專業(yè)中有關(guān)機(jī)件,以達(dá)到經(jīng)過這一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)后能順利解決化工專業(yè)圖樣的投影問題。而在化工制圖內(nèi)容中以化工專業(yè)圖樣為載體, 較早地引入化工設(shè)備零部件的畫法和查閱有關(guān)手冊(cè)、選擇結(jié)構(gòu)等的訓(xùn)練, 進(jìn)行工程素質(zhì)、工程技術(shù)的培養(yǎng)。

4、學(xué)好化工制圖是計(jì)算機(jī)繪圖的基礎(chǔ)

隨著計(jì)算機(jī)的普及,計(jì)算機(jī)繪圖的日益廣泛的應(yīng)用,將計(jì)算機(jī)繪圖與化學(xué)工程制圖內(nèi)容結(jié)合起來勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生較好的視覺效果。因?yàn)樵谟糜?jì)算機(jī)繪制化學(xué)工程圖樣時(shí),要以化工制圖課程的有關(guān)知識(shí)為依據(jù),如果化工制圖方面的基本知識(shí)不扎實(shí),計(jì)算機(jī)繪圖就不能順利進(jìn)行,這又促使我們?nèi)?fù)習(xí)、查找有關(guān)化工制圖知識(shí)的積極性。另外從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)角度來看,計(jì)算機(jī)繪圖不僅可以提高繪圖的精度和速度,還為工程圖樣的改進(jìn)和管理提供了極大的方便。

總之，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)所開設(shè)的化工制圖技術(shù)在實(shí)際化工工程設(shè)計(jì)扮著重要的角色，沒有它，可能今天我們的化學(xué)實(shí)際應(yīng)用很難保證實(shí)施，所以更不別說帶來什么經(jīng)濟(jì)來源和工業(yè)最大變革了。

第五篇：多媒體在化學(xué)教學(xué)中分類應(yīng)用初探

多媒體在化學(xué)教學(xué)中分類應(yīng)用初探

摘 要：隨著新課改的推進(jìn)，多媒體已經(jīng)頻繁地走進(jìn)了課堂，在化學(xué)教學(xué)中如何分類應(yīng)用，認(rèn)為值得探討。

關(guān)鍵詞：課改；多媒體；分類；應(yīng)用

多媒體是新時(shí)代的產(chǎn)物，隨著課改的推進(jìn)，多媒體已經(jīng)頻繁地走進(jìn)了課堂，有的教師依賴于多媒體，在網(wǎng)上下載某某教師的講課視頻，直接播放給學(xué)生看，于是出現(xiàn)了“多媒體”代替了“教師”的情況，這是把學(xué)生當(dāng)成了機(jī)器，完全沒有“因材施教”的理論支撐；還有的老師一支粉筆加上一張嘴，一個(gè)人唱獨(dú)角戲，根本沒有與學(xué)生產(chǎn)生共鳴，這也是行不通的?；瘜W(xué)知識(shí)的教學(xué)分為基本概念和基本理論教學(xué)、元素及其化合物知識(shí)教學(xué)、化學(xué)計(jì)算教學(xué)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在不同類型的教學(xué)中，多媒體所起的作用是不一樣的，具體怎么樣值得大家探討。

化學(xué)基本概念和基本理論教學(xué)是化學(xué)中最抽象的內(nèi)容，我們就要借助于多媒體把許多抽象的東西實(shí)物化和形象化，多方位和多角度地展示抽象的內(nèi)容，多用動(dòng)畫模擬其中的內(nèi)容，讓學(xué)生化理性為感性，然后回到理性中。元素化合物知識(shí)是很直觀的知識(shí)，教學(xué)難度不大，然而學(xué)生感到頭疼的卻是化學(xué)方程式的書寫，我們?cè)诿鎸?duì)這類教學(xué)時(shí)，宜先調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，即課堂的引入以相關(guān)知識(shí)在生活中的運(yùn)用視頻展現(xiàn)給大家，讓學(xué)生思考其中包含的化學(xué)知識(shí)，這樣讓學(xué)生意識(shí)到生活離不開化學(xué)，化學(xué)中始終包含著生活；接下來盡可能地演示與物質(zhì)相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而以化學(xué)方程式的方式展示給學(xué)生，同時(shí)進(jìn)一步分析化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。

化學(xué)計(jì)算的教學(xué)則用多媒體展現(xiàn)幾道典型的例題，切記只展現(xiàn)題目，解題過程一定要在黑板上親自完成，先分析試題的已知和求解，找到與之相關(guān)聯(lián)的知識(shí)和方法，講清思路，然后再板書在黑板上，這樣既沖擊了學(xué)生的聽覺器官，同時(shí)又沖擊了他們的視覺器官，通過多個(gè)器官的沖擊，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的思維細(xì)胞，從而培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)則最好不借助于多媒體，能做的演示實(shí)驗(yàn)盡可能地自己親自演示，也可以在明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟的基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生完成。多媒體最多就是展示一些錯(cuò)誤操作帶來的不良后果，從而喚醒學(xué)生的安全意識(shí)。

多媒體是新時(shí)代的產(chǎn)物，它的存在肯定有它的必要性，我們不要一味地依賴它，也不要一味地排斥它，而要根據(jù)需要用好它，選擇性地利用多媒體教學(xué)是考查我們教師教學(xué)能力的一個(gè)基本手段，是新時(shí)代教師不可或缺的一項(xiàng)基本技能。

編輯 王團(tuán)蘭