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藥物的生物學(xué)特性范文第1篇

關(guān)鍵詞 香樟樹；蟲害；生物學(xué)特性；防治技術(shù)；浙江文成

中圖分類號 S433 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1007-5739（2013）14-0158-01

香樟樹是我國園林綠化珍貴的造林樹種，但在生長過程中，常受病蟲危害，給綠化和景區(qū)造成巨大損失。香樟樹主要蟲害有紅蠟蚧、樟梢卷葉蛾、樟葉蜂、樟巢螟、樟天牛、螨類、蛾類等。香樟樹作為文成縣公路綠化的主力軍，其養(yǎng)護(hù)質(zhì)量是影響公路景觀的關(guān)鍵因素。在文成縣主要發(fā)生的香樟樹蟲害有香樟筒天牛、樟螢葉甲、樟巢螟[1-2]。為此，應(yīng)加強(qiáng)香樟樹蟲害防治技術(shù)的研究。

1 香樟樹蟲害生物學(xué)特性

1.1 香樟筒天牛

香樟筒天牛通過蛀食主枝和側(cè)枝，對香樟危害甚大。其中以老熟幼蟲危害尤為嚴(yán)重，不僅蛀食當(dāng)年生枝，還能蛀食二年生枝條[3]。香樟筒天牛1年發(fā)生1代，卵長圓形，兩端略尖，長3.2～3.7 mm，淡黃色。幼蟲初孵幼蟲體長2.0～2.1 mm，微黃白色，頭部棕黃色，上顎黑褐色；前胸背面淡黃色，密生棕褐色麻點。老熟幼蟲體長14～21 mm，黃色頭殼具光澤，前胸背部有排列較整齊的棕黑色麻點斑塊。在文成縣幼蟲于4月中旬開始化蛹，5月下旬化蛹結(jié)束。蛹黃色，觸角淡黃色，微有光澤，長14～18 mm。5月上旬在林內(nèi)初見成蟲，成蟲出現(xiàn)盛期為5月中旬，末期為6月下旬。產(chǎn)卵期始于5月下旬，盛期在5月下旬至6月上旬，而末期為6月下旬。幼蟲于6月上旬開始孵化為害新枝，直至11月上旬老熟幼蟲鉆入截斷的枝內(nèi)落地越冬。

成蟲于5月上旬，平均溫度21.3 ℃時開始羽化，羽化之成蟲在當(dāng)年和上一年新生枝上或葉柄、葉脈上啃食補(bǔ)充營養(yǎng)。新枝皮部被啃食后嫩梢呈枯萎狀。成蟲白天活動，以8：00—12：00為劇，陰雨天活動少或不活動，補(bǔ)充營養(yǎng)4～7 d后，成蟲在枝上、葉上交尾，交尾時間集中在6：00—12：00，每次交尾13～30 min，交尾后5～10 h雌蟲開始產(chǎn)卵于當(dāng)年生枝干上的被害疤痕的皮下部，每處1粒卵，每只雌蟲可產(chǎn)卵6～15粒。卵初為淡黃白色，后漸變黃，10 d左右孵化，幼蟲初孵化時，在皮下部蛀食韌皮部，以后蛀食木質(zhì)部，以髓部為中心蛀食形成蛀食道，在被害枝上有小孔通氣和排出黃色糞粒。6月香樟樹被害枝上梢部開始枯萎，老熟幼蟲至11月上旬，在被害枝頂部用木屑塞孔，以后幼蟲轉(zhuǎn)至被害枝下端呈“人”字形環(huán)狀咬斷落地，脫落后的切干長度為41～76 mm，一般為56 mm，下端用木屑塞孔，幼蟲棲于切干的一端，以幼蟲越冬。4月中旬老熟幼蟲在切干內(nèi)化蛹。

成蟲體長15～17 mm，體細(xì)長，橙黃或棕黃色，被淡金色絨毛。頭部黃色，比前胸略寬；額部較闊，并有細(xì)密刻點，額中溝明顯；上顎、復(fù)眼黑色。觸角11節(jié)，柄節(jié)較粗，黑色，其他各節(jié)被黃棕色絨毛。前胸圓筒形，無側(cè)刺突。鞘翅極長，肩部以后狹縮，末端黑色，斜切，微凹；表面刻點較粗大，刻點在每一翅上整齊地排成6條縱行。足較短，黃色，脛節(jié)大部分和跗節(jié)為黑褐色。腹部黃色，第2、3節(jié)腹板兩側(cè)及第5節(jié)黑棕色。本種與Oberea formosana Pic很近似。

1.2 樟螢葉甲

樟螢葉甲一般1年發(fā)生2代，以老熟幼蟲在土內(nèi)越冬。3月初化蛹，4月上旬為成蟲盛期， 4月中下旬開始交尾，卵散產(chǎn)于葉面，產(chǎn)卵10余粒。5月上旬幼蟲大量卵化，蛀蝕嫩葉。老熟幼蟲于6月下旬至7月上旬隨枯葉落地，在通透性好、質(zhì)地松軟的淺土層中做土室越夏。8月中旬化蛹，第1代成蟲于9月中下旬大量出現(xiàn)，食葉補(bǔ)充營養(yǎng)。9月下旬至10月上旬交尾產(chǎn)卵。7 d后幼蟲卵化，11月底至12月初老熟幼蟲隨枯葉墜地入土做土室越冬。成蟲有假死性。幼蟲有冬眠、夏蟄和耐低溫的習(xí)性。樟螢葉甲世代重疊現(xiàn)象較突出，各蟲態(tài)的出現(xiàn)時期不齊，給防治帶來困難[4]。

1.3 樟巢螟

樟巢螟1年發(fā)生2代，以老熟幼蟲入土結(jié)繭越冬，翌年4月中、下旬化蛹，5月中下旬羽化。第1代從5月下旬至7月下旬進(jìn)行危害，7月上中旬是危害盛期，第2代幼蟲取食期從8月上旬到10月上旬（少數(shù)發(fā)育遲的到10月底）幼蟲老熟入土越冬。成蟲夜間羽化，無趨光性卵產(chǎn)于兩葉相疊的葉片之間，幼蟲5齡，初孵幼蟲群集危害，取食葉片，僅剩表皮，肉眼極易識別。隨蟲體長大而分巢危害，每巢有蟲5～20頭，5齡期巢內(nèi)有長條狀繭袋，每袋1條幼蟲，晝躲夜出，行動敏捷，受害嚴(yán)重的樹木滿是蟲巢[5]。

2 防治技術(shù)

一是農(nóng)業(yè)措施。加強(qiáng)肥水管理，培養(yǎng)健壯的植株，提高抗病蟲害的能力。及時疏松土壤，注意各個生長時期的水肥匹配供應(yīng)，確保植體有一個良好的生長環(huán)境和條件。保護(hù)樟樹枝葉，確保葉片光澤好、植株茂盛，可提升植株抗病蟲害能力。對行道樹和綠地零星栽植樹，進(jìn)行整枝疏葉，使其通風(fēng)透光，創(chuàng)造不利于害蟲生長繁殖的環(huán)境條件。及時清除病蟲枝和雜草，集中燒毀，減少蟲源。二是生物措施。利用天敵捕食其幼蟲，如利用獵蝽、螳螂、胡蜂、食蟲虻等捕食樟螢葉甲幼蟲，放病菌使老幼蟲感病死亡。如設(shè)置綠僵菌、白僵菌使土室中越夏或越冬的老熟幼蟲感病死亡。還可種植誘餌樹誘殺香樟筒天牛。三是物理措施。實行檢疫，加強(qiáng)管理。在幼蟲時期，在林地搜集切干燒滅；在產(chǎn)卵時期，用鐵絲刷刺殺卵或初孵幼蟲；在成蟲時期，施放煙霧劑熏殺和在樹上交

尾產(chǎn)卵，進(jìn)行人工捕殺；在幼蟲已蛀入枝內(nèi)危害時，可剪除初害枝或在排泄孔注射藥物毒殺。也可利用成蟲的假死性，在早晨搖樹震落捕而后殺。在成蟲羽化期夜間懸掛黑光燈或頻振式殺蟲燈進(jìn)行誘殺，或采取人工摘巢，燒毀蟲苞的措施。四是化學(xué)措施。結(jié)合生產(chǎn)季節(jié)和天氣變化，及時選用對口藥劑進(jìn)行防治。嚴(yán)禁使用甲胺磷、氧化樂果等高毒農(nóng)藥。

3 參考文獻(xiàn)

[1] 程亞樵.園林植物病蟲害防治技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[2] 韓浩章，王曉立.香樟黃化病現(xiàn)狀分析及其治理研究[J].北方園藝，2010（13）：232-235.

[3] 楊閩.泰州地區(qū)幾種常見園林植物病蟲害及防治對策[J].綠色科技，2011（12）：115-116.

藥物的生物學(xué)特性范文第2篇

關(guān)鍵詞山藥；生物學(xué)特性；高產(chǎn)高效；栽培技術(shù)

中圖分類號S632.104+.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號 1007-5739（2011）03-0148-02

山藥別名淮山、山薯、薯蕷、大薯，原產(chǎn)亞洲熱帶地區(qū)。我國南北各地均有栽培，以地下肉質(zhì)塊莖供食，喜溫暖濕潤，忌積水，怕干旱。山藥為中藥、蔬菜兼用，作為高營養(yǎng)食品，山藥中含有大量淀粉及蛋白質(zhì)、B族維生素、維生素C、維生素E、葡萄糖、粗蛋白氨基酸、膽汁堿（choline）、尿囊素（allantoin）等，作為中藥可以健脾益胃，助消化，滋腎益精，有強(qiáng)健機(jī)體、益肺止咳、降低血糖、抗肝昏迷、延年益壽的作用。一般產(chǎn)值可以達(dá)9萬元/hm2左右，與其他作物進(jìn)行周年間作套種產(chǎn)值可達(dá)15.0萬～22.5萬元/hm2 [1-2]?，F(xiàn)將山藥的生物學(xué)特性及高產(chǎn)高效栽培技術(shù)介紹如下。

1生物學(xué)特性

1.1形態(tài)特征

山藥為多年生纏繞草本，莖細(xì)長。葉對生或3葉輪生，1 m以上，葉片心臟形或箭頭形，葉腋間常生1個珠芽（氣生塊莖），亦稱零余子（山藥蛋）。可用來繁殖和食用。地下具肉質(zhì)塊莖，分為棍棒狀、掌狀和塊狀3類，表皮粗糙淡黃褐色或黑褐色，表面密生細(xì)須根，春季自塊莖上生不定芽，肉白色或淡紫色。夏季開花，花單生，乳白色少有結(jié)實，塊莖繁殖，葉柄細(xì)長，葉形多變化，通常三角狀卵形或三角狀廣卵形，葉脈7～9條。雌雄異株，穗狀花序，雌花序下垂，雄花序直立，花小，黃綠色。果實有三棱，呈翅狀，成熟后呈枯黃色。地下塊莖圓柱形，肉質(zhì)，生有多數(shù)須根。

1.2生長特性

山藥野生于山區(qū)向陽的地方，喜溫暖，耐寒，在北方稍行覆蓋可以越冬。由于山藥是一種深根性植物，對土壤要求不嚴(yán)，山坡平地均可栽培，但以土質(zhì)肥沃疏松、保水肥力強(qiáng)、土層深厚的砂壤土最好，土層越深、塊莖越大、產(chǎn)量越高[3-4]。在稍黏重土中，塊莖短小，但組織緊密、品質(zhì)佳良。故栽培地區(qū)應(yīng)選擇土層深厚、排水良好、疏松肥沃的砂質(zhì)壤土。土壤酸堿度以中性最好，若土壤為酸性，幼生支根和根瘤，影響根的產(chǎn)量和質(zhì)量；過堿，其根部不能充分的向下生長。莖蔓生右旋，長達(dá)3 m以上，山藥要求高溫、干燥氣候，塊莖10 ℃開始萌動，生長適溫為25～28 ℃，在20 ℃以下生長緩慢，葉蔓遇霜則枯死，短日照能促進(jìn)塊莖和珠芽的形成。

2高產(chǎn)栽培技術(shù)

2.1培育壯苗

當(dāng)前栽培的山藥品種主要有2種：一是普通種，通常又叫家山藥；二是大薯，又叫田薯。目前栽培的主要品種有淮之、農(nóng)大短山藥1號等。應(yīng)采用珠芽（俗稱山藥蛋、山藥豆）和山藥塊莖段作種。種前需曬種1周以上，促進(jìn)種子內(nèi)部物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，打破休眠，殺滅種子表面的病菌。珠芽晾曬至表皮呈灰綠色，上面有很多疙瘩突起，用手剝開表皮可見紫綠色的肉。山藥塊莖段晾曬至傷口向內(nèi)萎縮，并從斷面中間裂開。4月上中旬選擇較肥沃的土壤摻以腐熟農(nóng)家肥進(jìn)行集中催芽育苗，可采用10 cm×20 cm的窩行距，待苗高10 cm左右便可移植大田[5-6]。

2.2選地整地

選擇地勢高燥、排水良好、土層深厚、松軟的砂壤土或壤土田塊，要求上下土質(zhì)一致，如下層有較薄的黏重土層，挖溝時挖去，也可種植。土壤以微酸至中性為宜。山藥不能連作，一般應(yīng)隔3年輪作1次[7-9]。開溝整地長根品種按行距1 m，在田間挖南北向深溝，溝寬28～30 cm，深140 cm。人工挖山藥溝時應(yīng)在冬前進(jìn)行，通過冬春雨雪侵蝕冰凍風(fēng)化使土塊充分風(fēng)化粉碎，挖時將上下層土分別堆放在溝的兩側(cè)，溝底20 cm的沙土就地挖翻耬碎。隨風(fēng)化解凍及時填溝，填溝時仔細(xì)剔除上壤中的石塊、磚塊、沙礫等硬物，不要將大土塊填入溝內(nèi)。先將底層土耬平踩實，再分別填入下層土、上層土，每填20 cm耬平踩實1次，要拾凈所有瓦礫雜物。為便于開溝，一般都是先隔行開挖，待填平1/2條溝后，再開挖剩下的1/2條溝。

2.3適時定植

山藥一般栽4.5萬～7.5萬株/hm2，水肥條件好密度宜小。為了便于搭架、田間管理和通風(fēng)透光，宜采用寬窄行相間栽植，如100 cm×70 cm×25 cm栽4.65萬株/hm2；或80 cm×50 cm×25 cm栽6.00萬株/hm2。挖溝栽植時，首先把溝內(nèi)20 cm深的熟土取出放在溝兩邊，溝寬30 cm，再繼續(xù)將溝下40 cm深的土層挖松，將拌勻的腐熟農(nóng)家肥15.0～22.5 t/hm2、磷肥750 kg/hm2、碳銨450 kg/hm2、硫酸鉀375 kg/hm2施入其上，并稍加翻挖，最后把溝兩邊的熟土提到溝上，培成寬30～35 cm、高20 cm的土壟，再將繁育好的山藥苗栽植在土壟上。也可與其他作物套種，如韭菜與山藥套種、玉米與山藥間套種、蠶豆與山藥套種等，一般在10月底至11月初整地點蠶豆，翌年3―4月收蠶豆栽山藥，一般效益可達(dá)15萬元/hm2。韭菜與山藥套種效益可達(dá)18萬元/hm2。玉米與山藥間套種高效立體栽培，周年可生產(chǎn)蔬菜，效益更高，可達(dá)22.5萬元/hm2以上。

2.4田間管理

噴施多效唑抑制藤蔓瘋長，多效唑?qū)ι剿幪俾L具有明顯的抑制作用，表現(xiàn)為節(jié)間縮短，藤蔓粗壯、葉色濃綠、葉片增厚，頂端新生側(cè)枝減少，花蕾發(fā)育不良，零余子生長受抑，能使山藥增產(chǎn)10%以上。噴施多效唑的最佳時期在山藥藤蔓滿架，現(xiàn)蕾開花初期，均勻噴施15%多效唑可濕性粉劑1 000～1 500倍液，生長過旺的田塊可多噴1次，間隔時間為1周。山藥是藤本右旋攀援性植物，任其自然生長不利于通風(fēng)透光和產(chǎn)量提高。搭“人”字架應(yīng)在藤蔓生長到50 cm以上進(jìn)行，支架頂端用架材連接，并用繩子扎牢，以提高支架的撐力和抗風(fēng)能力，防止倒架。搭架能改善通風(fēng)透光條件，提高植株中下部葉片的光合作用能力，降低架內(nèi)的濕度，減少病害，從而提高山藥產(chǎn)量。一般架高在2 m左右。

2.5肥分管理

山藥喜有機(jī)肥，從播種直至發(fā)棵都可鋪施。施用充分腐熟的有機(jī)肥，如人糞尿、堆肥、廄肥和優(yōu)質(zhì)土雜肥，要利用夏秋季節(jié)氣溫高、易發(fā)酵腐熟的有利時機(jī)提前進(jìn)行漚制。提倡有機(jī)肥和部分化肥在種植完山藥后施入山藥行間，把腐熟的有機(jī)肥鋪施于2行山藥之間的畦面上，耬劃翻土15 cm深左右，使土、肥充分混合，然后將畦面的肥土覆于山藥壟的兩側(cè)。在生長前期以藤蔓生長為主，故適當(dāng)供應(yīng)速效氮肥，進(jìn)入塊莖生長旺期，要重視氮、磷、鉀的配合施用，特別是重視鉀肥的施用，以促進(jìn)塊莖膨大和物質(zhì)積累。生長后期要控制氮肥內(nèi)施用量，防止藤蔓徒長[10]。一般使用的鉀肥有硫酸鉀、磷酸二氫鉀、生物鉀肥等。在山藥生長期內(nèi)，一般需分次追施硫酸鉀600 kg/hm2，才能達(dá)到較好的高產(chǎn)效果。生長后期結(jié)合防病治蟲，根外噴施0.3%的磷酸二氫鉀溶液2～3次，達(dá)到保葉防早衰的目的。

2.6病蟲害及畸形山藥防冶

病害主要有白銹病、褐斑病。白銹病于春季發(fā)生；褐斑病夏季發(fā)生。在防治上，搭支架，保持通風(fēng)良好，不能在陰濕積水的地方種植；用波爾多液（1∶1∶140）或多菌靈800倍液噴霧防治。蟲害主要有蠐螬、地老虎，咬食根部。在防治上，結(jié)合整地施入辛硫磷或毒死蜱顆粒劑；發(fā)生時用毒餌誘殺或藥液灌根等[11]。在山藥栽培過程中，因不良環(huán)境條件、栽培措施、管理方法等因素的影響，使山藥在生長過程中改變了內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生各種奇異怪狀，如山藥塊莖上端分杈、下端分杈、蛇形、扁頭形、腳掌形、葫蘆形、麻臉形等，這些統(tǒng)稱為畸形山藥。預(yù)防上，應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)程操作，謹(jǐn)慎施用種肥，防治地下害蟲施用毒土、毒餌時不能盲目加大劑量。同時加強(qiáng)管理。

2.7采收加工

蘆頭栽種當(dāng)年收，珠芽繁殖第2年收，于霜降后葉呈黃色時采挖。洗凈泥土，用竹刀或碗片刮去外皮，日曬或烘烤干燥，或趁鮮切片，或去泥后進(jìn)行包裝上市銷售。

3參考文獻(xiàn)

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[2] 管先軍，李愛英，朱忠選.山藥高產(chǎn)高效栽培技術(shù)[J].種業(yè)導(dǎo)刊，2008（10）：40-41.

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[6] 張耀鋒，杜琳輝.特色蔬菜山藥栽培技術(shù)[J].西北園藝：蔬菜，2008（2）：18-19.

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[8] 王麗敏，夏振龍，李樂，等.山藥栽培技術(shù)[J].中國果菜，2005（2）：17-18.

[9] 孫啟善，王慶亞，孫敦恒，等.山藥栽培數(shù)學(xué)模型及優(yōu)化農(nóng)藝研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2004，20（1）：79-80，145.

藥物的生物學(xué)特性范文第3篇

 

關(guān)鍵詞： 生物信息學(xué) 農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域 應(yīng)用

“生物信息學(xué)”是英文單詞“bioinformatics”的中文譯名，其概念是1956年在美國田納西州gatlinburg召開的“生物學(xué)中的信息理論”討論會上首次被提出的［1］，由美國學(xué)者lim在1991年發(fā)表的文章中首次使用。生物信息學(xué)自產(chǎn)生以來，大致經(jīng)歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個發(fā)展階段［2］。2003年4月14日，美國人類基因組研究項目首席科學(xué)家collins f博士在華盛頓隆重宣布人類基因組計劃（human genome project，hgp）的所有目標(biāo)全部實現(xiàn)［3］。這標(biāo)志著后基因組時代（post genome era，pge）的來臨，是生命科學(xué)史中又一個里程碑。生物信息學(xué)作為21世紀(jì)生物技術(shù)的核心，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究中重要的組成部分。研究基因、蛋白質(zhì)和生命，其研究成果必將深刻地影響農(nóng)業(yè)。本文重點闡述生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物、種質(zhì)資源優(yōu)化、農(nóng)藥的設(shè)計開發(fā)、作物遺傳育種、生態(tài)環(huán)境改善等方面的最新研究進(jìn)展。

1.生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

1997年5月美國啟動國家植物基因組計劃（npgi），旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹等十多種具有經(jīng)濟(jì)價值的關(guān)鍵植物的基因圖譜。國家植物基因組計劃是與人類基因組工程（hgp）并行的龐大工程［4］。近年來，通過各國科學(xué)家的通力合作，植物基因組研究取得了重大進(jìn)展，擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測序。人們可以使用生物信息學(xué)的方法系統(tǒng)地研究這些重要農(nóng)作物的基因表達(dá)、蛋白質(zhì)互作、蛋白質(zhì)和核酸的定位、代謝物及其調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)等，從而從分子水平上了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能［5］。目前已經(jīng)建立的農(nóng)作物生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫研究平臺有植物轉(zhuǎn)錄本（ta）集合數(shù)據(jù)庫tigr、植物核酸序列數(shù)據(jù)庫plantgdb、研究玉米遺傳學(xué)和基因組學(xué)的mazegdb數(shù)據(jù)庫、研究草類和水稻的gramene數(shù)據(jù)庫、研究馬鈴薯的pomamo數(shù)據(jù)庫，等等。

2.生物信息學(xué)在種質(zhì)資源保存研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，它包括許多農(nóng)藝性狀（如抗病、產(chǎn)量、品質(zhì)、環(huán)境適應(yīng)性基因等）的等位基因。植物種質(zhì)資源庫是指以植物種質(zhì)資源為保護(hù)對象的保存設(shè)施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物種質(zhì)資源庫，在我國也已建成30多座作物種質(zhì)資源庫。種質(zhì)入庫保存類型也從單一的種子形式，發(fā)展到營養(yǎng)器官、細(xì)胞和組織，甚至dna片段等多種形式。保護(hù)的物種也從有性繁殖植物擴(kuò)展到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等［6］。近年來，人們越來越多地應(yīng)用各種分子標(biāo)記來鑒定種質(zhì)資源。例如微衛(wèi)星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于對種質(zhì)資源進(jìn)行分子標(biāo)記產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，因此需要建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫和采用分析工具來實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和計算機(jī)分析等［7］。

3.生物信息學(xué)在農(nóng)藥設(shè)計開發(fā)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的藥物研制主要是從大量的天然產(chǎn)物、合成化合物，以及礦物中進(jìn)行篩選，得到一個可供臨床使用的藥物要耗費(fèi)大量的時間與金錢。生物信息學(xué)在藥物研發(fā)中的意義在于找到病理過程中關(guān)鍵性的分子靶標(biāo)、闡明其結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系，從而指導(dǎo)設(shè)計能激活或阻斷生物大分子發(fā)揮其生物功能的治療性藥物，使藥物研發(fā)之路從過去的偶然和盲目中找到正確的研發(fā)方向。生物信息學(xué)為藥物研發(fā)提供了新的手段［8，9］，導(dǎo)致了藥物研發(fā)模式的改變［10］。目前，生物信息學(xué)促進(jìn)農(nóng)藥研制已有許多成功的例子。itzstein等設(shè)計出兩種具有與唾液酸酶結(jié)合化合物：4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中，后者是前者與唾液酸酶的結(jié)合活性的250倍［11］。目前，這兩種新藥已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗階段。tang sy等學(xué)者研制出新一代抗aids藥物saquinavir［12］。pungpo等已經(jīng)設(shè)計出幾種新型高效的抗hiv-1型藥物［13］。楊華錚等人設(shè)計合成了十多類數(shù)百個除草化合物，經(jīng)生物活性測定，部分化合物的活性已超過商品化光合作用抑制劑的水平［14］。

現(xiàn)代農(nóng)藥的研發(fā)已離不開生物信息技術(shù)的參與，隨著生物信息學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步完善和發(fā)展，將會大大降低藥物研發(fā)的成本，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率。

4.生物學(xué)信息學(xué)在作物遺傳育種研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著主要農(nóng)作物遺傳圖譜精確度的提高，以及特定性狀相關(guān)分子基礎(chǔ)的進(jìn)一步闡明，人們可以利用生物信息

學(xué)的方法，先從模式生物中尋找可能的相關(guān)基因，然后在作物中找到相應(yīng)的基因及其位點。農(nóng)作物的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的研究積累了大量的基因序列、分子標(biāo)記、圖譜和功能方面的數(shù)據(jù)，可通過建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫來整合這些數(shù)據(jù)，從而比較和分析來自不同基因組的基因序列、功能和遺傳圖譜位置［15］。在此基礎(chǔ)上，育種學(xué)家就可以應(yīng)用計算機(jī)模型來提出預(yù)測假設(shè)，從多種復(fù)雜的等位基因組合中建立自己所需要的表型，然后從大量遺傳標(biāo)記中篩選到理想的組合，從而培育出新的優(yōu)良農(nóng)作物品種。

5.生物信息學(xué)在生態(tài)環(huán)境平衡研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

在生態(tài)系統(tǒng)中，基因流從根本上影響能量流和物質(zhì)流的循環(huán)和運(yùn)轉(zhuǎn)，是生態(tài)平衡穩(wěn)定的根本因素。生物信息學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域主要應(yīng)用在控制環(huán)境污染方面，主要通過數(shù)學(xué)與計算機(jī)的運(yùn)用構(gòu)建遺傳工程特效菌株，以降解目標(biāo)基因及其目標(biāo)污染物為切入點，通過降解污染物的分子遺傳物質(zhì)核酸 dna，以及生物大分子蛋白質(zhì)酶，達(dá)到催化目標(biāo)污染物的降解，從而維護(hù)空氣［16］、水源、土地等生態(tài)環(huán)境的安全。

美國農(nóng)業(yè)研究中心（ars） 的農(nóng)藥特性信息數(shù)據(jù)庫（ppd） 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲劑信息，涉及它們在環(huán)境中轉(zhuǎn)運(yùn)和降解途徑的16種最重要的物化特性。日本豐橋技術(shù)大學(xué)（toyohashi university of technology） 多環(huán)芳烴危險性有機(jī)污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線圖。美國環(huán)保局綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（iris） 涉及 600種化學(xué)污染物，列出了污染物的毒性與風(fēng)險評價參數(shù)，以及分子遺傳毒性參數(shù)［17］。除此之外，生物信息學(xué)在生物防治［18］中也起到了重要的作用。網(wǎng)絡(luò)的普及，情報、信息等學(xué)科的資源共享，勢必會創(chuàng)造出一個環(huán)境微生物技術(shù)信息的高速發(fā)展趨勢。

6.生物信息學(xué)在食品安全研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

食品在加工制作和存儲過程中各種細(xì)菌數(shù)量發(fā)生變化，傳統(tǒng)檢測方法是進(jìn)行生化鑒定，但所需時間較長，不能滿足檢驗檢疫部門的要求，運(yùn)用生物信息學(xué)方法獲得各種致病菌的核酸序列，并對這些序列進(jìn)行比對，篩選出用于檢測的引物和探針，進(jìn)而運(yùn)用pcr法［19］、rt-pcr法、熒光rt-pcr法、多重pcr［20］和多重?zé)晒舛縫cr等技術(shù)，可快速準(zhǔn)確地檢測出細(xì)菌及病毒。此外，對電阻抗、放射測量、elisa法、生物傳感器、基因芯片等［21-25］技術(shù)也是未來食品病毒檢測的發(fā)展方向。

轉(zhuǎn)基因食品檢測是通過設(shè)計特異性的引物對食品樣品的dna提取物進(jìn)行擴(kuò)增，從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段［26］。通過對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫信息的及時更新，可準(zhǔn)確了解各國新出現(xiàn)和新批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及時對檢驗方法進(jìn)行修改。目前由于某些通過食品傳播的病毒具有變異特性，以及檢測方法的不完善等因素影響，生物信息學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用還比較有限，但隨著食品安全檢測數(shù)據(jù)庫的不斷完善，相信相關(guān)的生物信息學(xué)技術(shù)將在食品領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

生物信息學(xué)廣泛用于農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的各個領(lǐng)域，但是僅有信息資源是不夠的，選出符合自己需求的生物信息就需要情報部門，以及信息中介服務(wù)機(jī)構(gòu)提供相關(guān)服務(wù)，通過出版物、信息共享平臺、數(shù)字圖書館、電子論壇等信息媒介的幫助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我國生物信息學(xué)發(fā)展還很不均衡，與國際前沿有一定差距，這需要從事信息和科研的工作者們不斷交流，使得生物信息學(xué)能夠更好地為我國農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮作用。

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藥物的生物學(xué)特性范文第4篇

【摘要】目的：觀察阿霉素長時間作用對膽管癌細(xì)胞株FRH0201生物學(xué)活性的影響。方法：用2μg/ml的阿霉素同一濃度逐漸延長時間作用于人膽管癌細(xì)胞株FRH0201細(xì)胞，經(jīng)反復(fù)作用篩選出能在含1μg/ml的阿霉素培養(yǎng)液中生存72h，去掉阿霉素后仍能繼續(xù)穩(wěn)定傳代生長的細(xì)胞。無藥培養(yǎng)1月后進(jìn)行生物學(xué)行為的監(jiān)測。觀察細(xì)胞形態(tài)學(xué)，繪制生長曲線和流式細(xì)胞儀測定細(xì)胞周期，酶聯(lián)免疫吸附法測定細(xì)胞的腫瘤標(biāo)記物，激光共聚焦顯微鏡觀察細(xì)胞內(nèi)的阿霉素的熒光強(qiáng)度。結(jié)果：阿霉素作用后FRH0201細(xì)胞形態(tài)學(xué)有輕度改變，細(xì)胞倍增時間較親本細(xì)胞延長3h，與親本細(xì)胞相比S期細(xì)胞增多16.89%，G1期細(xì)胞減少29.33%、G2期細(xì)胞增多12.46%。CA125和CA199試驗組和親本組分別為9.14和8.60U/ml，1.59和2.96U/ml，細(xì)胞內(nèi)阿霉素濃度（熒光強(qiáng)度平均值），親本細(xì)胞為1764.8，試驗組細(xì)胞為305.4。結(jié)論：阿霉素對膽管癌細(xì)胞株FRH0201的形態(tài)學(xué)及倍增時間無明顯影響，但使細(xì)胞進(jìn)入S期、G2期的增多，細(xì)胞內(nèi)藥物濃度明顯降低，生長時間無明顯變化。

【關(guān)鍵詞】膽道腫瘤・阿霉素・腫瘤細(xì)胞，培養(yǎng)液・細(xì)胞周期・細(xì)胞大小・CA125・CA199

TheeffectsofadramycinonthehumanliverhilarcholangiocarcinonacelllineFRH0201

【ABSTRACT】Objective:ToinvestigatetheeffectsofadramycinoncelllineofFRH0201.Methods:Humanhilarcholangiocarcinonacelllinewereculturedwithadramycin(2μg/ml)throughlastingdifferenttimes,finallythiscelllinecansurviveafter72hculturedinthecultureliquidwiththeadramycin(1μg/ml).Thenthemediumwasreplacedwithafreshonewithoutadramycin,andthecellswerecontinuouslyculturedfor1month.Theinvitrostudiesincludedtheobservationoftheappearancewithopticalmicroscope,MTTcellproliferationassay,analysisofthecellcyclebyFlowcytometry(FACS),assaysoftumormarkerusingenzymelinkedimmunosorbentassay(ELISA),thefluorescencedensityofadramycin.Results:ComparedtotheparentFRH0201cellline:Themorphologyshowedtypicalmorphologicalcharacteristics,thedoublingtimeprolongedabout3h,thecellcyclebyflowcytometryidentifiedinG1,G2andSphaseofcellcyclewere40.50%,19.74%and39.77%intrialgroup,and69.83%,7.29%and22.88%inparentgroup,respectively.Tumormarkerhasnodifferencebetweenthem,thefluorescencedensityofepirubicindescending5.2times.Conclusion:Theadramycincanaffectthecellcycleandcausethechangeofmetabolism.

【KEYWORDS】Biliarytractneoplasms・Adramycin・Tumorcells,cultured・Cellcycle・Cellsize・CA125・CA199

目前，肝門部膽管癌手術(shù)切除率已明顯提高，手術(shù)病死率明顯下降，但真正達(dá)到根治性切除的病例很少，局部復(fù)發(fā)率很高，現(xiàn)有的化療及放療未見明顯的效果。其原因可能與肝門部膽管癌的生物學(xué)特性有關(guān)［1］。為此，我們觀察阿霉素長時間作用對膽管癌細(xì)胞株FRH0201生物學(xué)活性的影響。

1材料和方法

1.1材料阿霉素購于深圳萬樂公司，MTT購自愛博生物工程有限公司，胎牛血清購自杭州四季青公司。膽管癌細(xì)胞株FRH0201由本課題組吳小鵬教授構(gòu)建［2］。

1.2方法采用濃度相同不斷增加作用時間的方法確定阿霉素培養(yǎng)液終濃度為1μg/ml。首先分別向FRH0201細(xì)胞株的培養(yǎng)瓶內(nèi)加入不同濃度的阿霉素（Adramycin,ADR），培養(yǎng)3d后觀察細(xì)胞死亡情況。結(jié)合阿霉素的血漿濃度，選擇可將50%的細(xì)胞抑制的藥物濃度（IC50）作為耐藥細(xì)胞培養(yǎng)的起始濃度（2μg/ml），將腫瘤細(xì)胞置于該培養(yǎng)液中和不含藥物的10%小牛血清RPMI1640培養(yǎng)液培養(yǎng)，待細(xì)胞穩(wěn)定生長、進(jìn)入對數(shù)生長期后，傳代兩次，再將篩選出的細(xì)胞在相同藥物濃度培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。經(jīng)過1，2，3，6，12，24，36，48，60，72h10個時間段約8個月的培養(yǎng)，最終使細(xì)胞能夠在1μg/ml阿霉素培養(yǎng)液中持續(xù)穩(wěn)定生長并傳代，然后脫藥培養(yǎng)1個月在檢測細(xì)胞的生物特性。

>1.3觀察指標(biāo)

1.3.1形態(tài)學(xué)觀察將兩株細(xì)胞分別爬片后經(jīng)HE染色，光鏡下進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察。

1.3.2細(xì)胞倍增時間的測定取對數(shù)生長期的親本細(xì)胞即未用藥的細(xì)胞和阿霉素作用的細(xì)胞與試驗組細(xì)胞各一瓶，0.25%胰蛋白酶消化，10%小牛血清1640培養(yǎng)液制成濃度為1×104個/ml的單細(xì)胞懸液，96孔板中每孔接種200μ1，37℃、5%CO2飽和濕度孵箱中培養(yǎng)。每天取3個復(fù)孔計數(shù)活細(xì)胞，計算平均值，連續(xù)觀察7d。以培養(yǎng)時間為橫軸，以細(xì)胞數(shù)的對數(shù)為縱軸，繪制半對數(shù)細(xì)胞生長曲線，于生長曲線上對數(shù)生長期內(nèi)取3組數(shù)據(jù)，根據(jù)最小二乘法進(jìn)行直線回歸，在直線上任取兩點（Nt、No），根據(jù)下列公式計算細(xì)胞的倍增時間(Td）［3］。T代表No~Nt的時間Td=T×Ig2/Ig(Nt/No）

1.3.3細(xì)胞周期分析取對數(shù)生長期的親本及實驗組細(xì)胞各1×106個/ml，制成單細(xì)胞懸液，按試劑盒說明進(jìn)行操作，于流式細(xì)胞儀（FCM）上行細(xì)胞周期分析。

1.3.4腫瘤標(biāo)記物CA125、CA199分別將同等數(shù)量的親本及試驗組細(xì)胞接種于培養(yǎng)瓶內(nèi)，37℃、5%CO2飽和濕度孵箱中培養(yǎng)。待細(xì)胞進(jìn)入對數(shù)生長期后，分別收集培養(yǎng)液各10ml，1000r/min離心5min后取上清，用酶聯(lián)免疫吸附法進(jìn)行CA125及CA199的檢測。

1.3.5激光共聚焦顯微鏡檢測將親本細(xì)胞與試驗組細(xì)胞制備單層細(xì)胞爬片。將載玻片置于培養(yǎng)皿中10%小牛血清1640培養(yǎng)液制成濃度為1×104個/ml的單細(xì)胞懸液，待細(xì)胞貼壁生長均勻布滿載玻片后加入2μg/ml阿霉素作用30min，PBS洗滌細(xì)胞2次，在磁共振共聚焦顯微鏡下觀察細(xì)胞內(nèi)的阿霉素濃度以熒光強(qiáng)度表示。然后計算平均值。

2結(jié)果

2.1形態(tài)學(xué)改變倒置顯微鏡下對數(shù)生長期的FRH0201細(xì)胞呈鋪路石狀鑲嵌緊密排列，細(xì)胞呈多邊形、梭形、圓形、不規(guī)則形、三角形等各種形態(tài)，生長活躍，細(xì)胞體積變大，折光性差，核漿比例變大，細(xì)胞核增大。有多核細(xì)胞，有異常核分裂相。

2.2細(xì)胞倍增時間實驗組細(xì)胞倍增時間為23.6h，延長了約3h。

2.3細(xì)胞周期分析實驗組細(xì)胞與親本細(xì)胞相比：S期細(xì)胞增多16.89%，G1期細(xì)胞減少29.33%、G2期細(xì)胞增多12.46%。見圖1、2。

2.5激光共聚焦顯微鏡檢測細(xì)胞內(nèi)的阿霉素濃度以熒光強(qiáng)度表示，計算平均值。見圖3。

3討論

肝門膽管癌及膽囊癌術(shù)后化療是重要的輔助治療手段，但化療的敏感性不高。且可能存在個體性差異及可能誘發(fā)的腫瘤多藥耐藥性。為了臨床及基礎(chǔ)方面對膽道惡性腫瘤綜合治療的研究，F(xiàn)RH0201細(xì)胞代表原發(fā)灶的所有細(xì)胞群體［2］，并已成功建立裸鼠動物模型［3、4］，我們用阿霉素對該細(xì)胞株進(jìn)行干預(yù)，觀察對其生物學(xué)特性的影響。為了更接近臨床膽管癌化療反復(fù)間歇用藥的特點，對FRH0201細(xì)胞采用大劑量反復(fù)間歇同一濃度不同時間暴露，歷時8個月，獲得了穩(wěn)定生長的細(xì)胞。本次試驗不同于其它耐藥株固定藥物濃度，這更符合臨床用藥方式。在本實驗中我們發(fā)現(xiàn)在低氧時，腫瘤細(xì)胞在含有阿霉素的培養(yǎng)基中可以繼續(xù)生長繁殖，一旦更換培養(yǎng)基后同樣劑量的藥物，細(xì)胞雖然可以繼續(xù)貼壁伸展。但藥物持續(xù)存在時卻出現(xiàn)凋亡細(xì)胞，隨著作用時間的延長，凋亡細(xì)胞逐漸減少。該細(xì)胞生物學(xué)特性的研究將為下一步耐藥株的建立，探討膽管癌耐藥機(jī)理及逆轉(zhuǎn)耐藥奠定基礎(chǔ)。以往研究發(fā)現(xiàn)，與親本細(xì)胞株比較，耐藥細(xì)胞株在形態(tài)、結(jié)構(gòu)及代謝水平等方面均發(fā)生了顯著變化［5］。本實驗細(xì)胞在無藥培養(yǎng)1個月后生長穩(wěn)定，倍增時間稍有延長，其分泌的腫瘤標(biāo)記物如CA125、CA199較親本細(xì)胞有所降低，這可能與藥物抑制細(xì)胞活性有關(guān)，也可能是藥物導(dǎo)致了細(xì)胞的分化有關(guān)，但是細(xì)胞排泄毒性藥物的作用得到了增強(qiáng)。我們推測這些生物學(xué)性狀的改變與其耐藥表型密切相關(guān)，但其詳細(xì)機(jī)理尚有待進(jìn)一步研究。經(jīng)流式細(xì)胞儀分析發(fā)現(xiàn)，藥物處理前后試驗組G1期細(xì)胞比親本組約減少29.33%，G2期細(xì)胞比親本組增加12.46%，S期細(xì)胞增多16.89%，說明細(xì)胞通過細(xì)胞周期限制從G1期進(jìn)入S期，然后阻滯于G2期，G2期的主要特征是RNA的合成和染色質(zhì)的螺旋化，此期對外界環(huán)境敏感，易受各種因素的影響［6］。提示根據(jù)藥物對膽管癌細(xì)胞周期各期的影響，在臨床上可以更好地選擇不同的化療藥物，聯(lián)合用藥以增加療效，減少副作用。在經(jīng)藥物作用篩選后1月，細(xì)胞內(nèi)抗腫瘤藥物濃度仍明顯降低，證明了細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)了某種機(jī)制，該機(jī)制可以使腫瘤細(xì)胞耐受阿霉素的殺傷作用，但具體的機(jī)制需要進(jìn)一步證實。本實驗提示：（1）通過適當(dāng)劑量的間歇的持續(xù)的沖擊應(yīng)用抗腫瘤藥物，可以篩選出持續(xù)生長的細(xì)胞；（2）膽管癌細(xì)胞在阿霉素作用下，細(xì)胞內(nèi)的抗腫瘤藥濃度下降，這是腫瘤細(xì)胞在含抗腫瘤藥物的掊養(yǎng)液中生長繁殖的基礎(chǔ)；（3）阿霉素可以影響細(xì)胞的分裂增殖周期。但該結(jié)論尚需今后進(jìn)一步實驗得以證實。

參考文獻(xiàn)

［1］叢文銘，吳孟超，陳漢.肝內(nèi)膽管癌多基因變異表型分析［J］.中華醫(yī)學(xué)雜志，2001，81：271273.

［2］JokobyWB.Methodsinenzymology［M］.NewYork:AcadPress，1979.150.

［3］吳小鵬，王占民，何曉冉.肝門部膽管癌細(xì)胞系FRH0201的建立及生物學(xué)特性研究［J］.中華醫(yī)學(xué)雜志,2005,85(25):17841785.

［4］李志偉，王占民，吳小鵬，等.利用裸鼠建立人肝門部膽管癌肝門移植模型［J］.中國現(xiàn)代普通外科進(jìn)展,2004,7（4）:209.

［5］Uchiyam

藥物的生物學(xué)特性范文第5篇



關(guān)鍵詞：納米材料生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

1應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的納米材料的主要類型及其特性

1.1納米碳材料

納米碳材料主要包括碳納米管、氣相生長碳纖維也稱為納米碳纖維、類金剛石碳等。

碳納米管有獨特的孔狀結(jié)構(gòu)［1］，利用這一結(jié)構(gòu)特性，將藥物儲存在碳納米管中并通過一定的機(jī)制激發(fā)藥物的釋放，使可控藥物變?yōu)楝F(xiàn)實。此外，碳納米管還可用于復(fù)合材料的增強(qiáng)劑、電子探針（如觀察蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的AFM探針等）或顯示針尖和場發(fā)射。納米碳纖維通常是以過渡金屬Fe、Co、Ni及其合金為催化劑，以低碳烴類化合物為碳源，氫氣為載體，在873K～1473K的溫度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景。類金剛石碳（簡稱DLC）是一種具有大量金剛石結(jié)構(gòu)C—C鍵的碳?xì)渚酆衔?，可以通過等離子體或離子束技術(shù)沉積在物體的表面形成納米結(jié)構(gòu)的薄膜，具有優(yōu)秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。資料報道，與其他材料相比，類金剛石碳表面對纖維蛋白原的吸附程度降低，對白蛋白的吸附增強(qiáng)，血管內(nèi)膜增生減少，因而類金剛石碳薄膜在心血管臨床醫(yī)學(xué)方面有重要的應(yīng)用價值。

1.2納米高分子材料

納米高分子材料，也稱高分子納米微?；蚋叻肿映⒘?，粒徑尺度在1nm～1000nm范圍。這種粒子具有膠體性、穩(wěn)定性和優(yōu)異的吸附性能，可用于藥物、基因傳遞和藥物控釋載體，以及免疫分析、介入性診療等方面。

1.3納米復(fù)合材料

目前，研究和開發(fā)無機(jī)—無機(jī)、有機(jī)—無機(jī)、有機(jī)—有機(jī)及生物活性—非生物活性的納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是獲得性能優(yōu)異的新一代功能復(fù)合材料的新途徑，并逐步向智能化方向發(fā)展，在光、熱、磁、力、聲［2］等方面具有奇異的特性，因而在組織修復(fù)和移植等許多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。國外已制備出納米ZrO2增韌的氧化鋁復(fù)合材料，用這種材料制成的人工髖骨和膝蓋植入物的壽命可達(dá)30年之久［3］。研究表明，納米羥基磷灰石膠原材料也是一種構(gòu)建組織工程骨較好的支架材料［4］。此外，納米羥基磷灰石粒子制成納米抗癌藥，還可殺死癌細(xì)胞，有效抑制腫瘤生長，而對正常細(xì)胞組織絲毫無損，這一研究成果引起國際的關(guān)注。北京醫(yī)科大學(xué)等權(quán)威機(jī)構(gòu)通過生物學(xué)試驗證明，這種粒子可殺死人的肺癌、肝癌、食道癌等多種腫瘤細(xì)胞。

此外，在臨床醫(yī)學(xué)中，具有較高應(yīng)用價值的還有納米陶瓷材料，微乳液等等。

2納米材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的前景

2.1用納米材料進(jìn)行細(xì)胞分離

利用納米復(fù)合體性能穩(wěn)定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應(yīng)的特性進(jìn)行細(xì)胞分離在醫(yī)療臨床診斷上有廣闊的應(yīng)用前景。20世紀(jì)80年代后，人們便將納米SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，使所需要的細(xì)胞很快分離出來。目前，生物芯片材料已成功運(yùn)用于單細(xì)胞分離、基因突變分析、基因擴(kuò)增與免疫分析（如在癌癥等臨床診斷中作為細(xì)胞內(nèi)部信號的傳感器［5］）。倫敦的兒科醫(yī)院、挪威工科大學(xué)和美國噴氣推進(jìn)研究所利用納米磁性粒子成功地進(jìn)行了人體骨骼液中癌細(xì)胞的分離來治療病患者［6］。美國科學(xué)家正在研究用這種技術(shù)在腫瘤早期的血液中檢查癌細(xì)胞，實現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。

2.2用納米材料進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)部染色

比利時的DeMey博士等人利用乙醚的黃磷飽和溶液、抗壞血酸或檸檬酸鈉把金從氯化金酸（HAuCl4）水溶液中還原出來形成金納米粒子，（粒徑的尺寸范圍是3nm～40nm），將金納米粒子與預(yù)先精制的抗體或單克隆抗體混合，利用不同抗體對細(xì)胞和骨骼內(nèi)組織的敏感程度和親和力的差異，選擇抗體種類，制成多種金納米粒子—抗體復(fù)合物。借助復(fù)合粒子分別與細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼系統(tǒng)結(jié)合而形成的復(fù)合物，在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征顏色（如10nm的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色），從而給各種組織“貼上”了不同顏色的標(biāo)簽，為提高細(xì)胞內(nèi)組織分辨率提供了各種急需的染色技術(shù)。

2.3納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

2.3.1納米粒子用作藥物載體

一般來說，血液中紅血球的大小為6000nm～9000nm，一般細(xì)菌的長度為2000nm～3000nm［7］，引起人體發(fā)病的病毒尺寸為80nm～100nm，而納米包覆體尺寸約30nm［8］，細(xì)胞尺寸更大，因而可利用納米微粒制成特殊藥物載體或新型抗體進(jìn)行局部的定向治療等。專利和文獻(xiàn)資料的統(tǒng)計分析表明，作為藥物載體的材料主要有金屬納米顆粒、無機(jī)非金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒和生物活性納米顆粒。

磁性納米顆粒作為藥物載體，在外磁場的引導(dǎo)下集中于病患部位，進(jìn)行定位病變治療，利于提高藥效，減少副作用。如采用金納米顆粒制成金溶液，接上抗原或抗體，就能進(jìn)行免疫學(xué)的間接凝聚實驗，用于快速診斷［9］。生物降解性高分子納米材料作為藥物載體還可以植入到人體的某些特定組織部位，如子宮、陰道、口（頰、舌、齒）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。這種給藥方式避免了藥物直接被消化系統(tǒng)和肝臟分解而代謝掉，并防止藥物對全身的作用。如美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片為基礎(chǔ)，能長時間配選精確劑量藥物的藥物投送系統(tǒng)，并已被批準(zhǔn)用于人體。近年來生物可降解性高分子納米粒子（NPs）在基因治療中的DNA載體以及半衰期較短的大分子藥物如蛋白質(zhì)、多肽、基因等活性物質(zhì)的口服釋放載體方面具有廣闊的應(yīng)用前景。藥物納米載體技術(shù)將給惡性腫瘤、糖尿病和老年癡呆癥的治療帶來變革。

2.3.2納米抗菌藥及創(chuàng)傷敷料

Ag+可使細(xì)胞膜上蛋白失去活性從而殺死細(xì)菌，添加納米銀粒子制成的醫(yī)用敷料對諸如黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠濃桿菌等臨床常見的40余種外科感染細(xì)菌有較好抑制作用。

2.3.3智能—靶向藥物

在超臨界高壓下細(xì)胞會“變軟”，而納米生化材料微小易滲透，使醫(yī)藥家能改變細(xì)胞基因，因而納米生化材料最有前景的應(yīng)用是基因藥物的開發(fā)。德國柏林醫(yī)療中心將鐵氧體納米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入腫瘤部位，使癌細(xì)胞部位完全被磁場封閉，通電加熱時溫度達(dá)到47℃，慢慢殺死癌細(xì)胞。這種方法已在老鼠身上進(jìn)行的實驗中獲得了初步成功［11］。美國密歇根大學(xué)正在研制一種僅20nm的微型智能炸彈，能夠通過識別癌細(xì)胞化學(xué)特征攻擊癌細(xì)胞，甚至可鉆入單個細(xì)胞內(nèi)將它炸毀。

2.4納米材料用于介入性診療

日本科學(xué)家利用納米材料，開發(fā)出一種可測人或動物體內(nèi)物質(zhì)的新技術(shù)。科研人員使用的是一種納米級微粒子，它可以同人或動物體內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生光，研究人員用深入血管的光導(dǎo)纖維來檢測反應(yīng)所產(chǎn)生的光，經(jīng)光譜分析就可以了解是何種物質(zhì)及其特性和狀態(tài)，初步實驗已成功地檢測出放進(jìn)溶液中的神經(jīng)傳達(dá)物質(zhì)乙酰膽堿。利用這一技術(shù)可以辨別身體內(nèi)物質(zhì)的特性，可以用來檢測神經(jīng)傳遞信號物質(zhì)和測量人體內(nèi)的血糖值及表示身體疲勞程度的乳酸值，并有助于糖尿病的診斷和治療。

2.5納米材料在人體組織方面的應(yīng)用

納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，除上面所述內(nèi)容外還有如基因治療、細(xì)胞移植、人造皮膚和血管以及實現(xiàn)人工移植動物器官的可能。

目前，首次提出納米醫(yī)學(xué)的科學(xué)家之一詹姆斯貝克和他的同事已研制出一種樹形分子的多聚物作為DNA導(dǎo)入細(xì)胞的有效載體，在大鼠實驗中已取得初步成效，為基因治療提供了一種更微觀的新思路。

納米生物學(xué)的設(shè)想，是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研制可編程的分子機(jī)器人，也稱納米機(jī)器人。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療（疏通腦血管中的血栓，清除心臟脂肪沉積物，吞噬病菌，殺死癌細(xì)胞，監(jiān)視體內(nèi)的病變等）［12］；還可以用來進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作，比如作整容手術(shù)、從基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行或使引起癌癥的DNA突變發(fā)生逆轉(zhuǎn)從而延長人的壽命。將由硅晶片制成的存儲器（ROM）微型設(shè)備植入大腦中，與神經(jīng)通路相連，可用以治療帕金森氏癥或其他神經(jīng)性疾病。第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，可以用其吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。第三代納米機(jī)器人將包含有納米計算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對話的裝置。這種納米機(jī)器人一旦問世將徹底改變?nèi)祟惖膭趧雍蜕罘绞健?/p>