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時(shí)間:2023-03-13 11:24:24
導(dǎo)言:作為寫作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇醫(yī)學(xué)技術(shù)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1)親和力高、特異性強(qiáng)。適配體與靶標(biāo)之間,憑借彼此互補(bǔ)的三維結(jié)構(gòu),相互作用后形成牢固穩(wěn)定的復(fù)合物,其解離常數(shù)通常能達(dá)到pmol/L~nmol/L的水平,并且能分辨出靶標(biāo)結(jié)構(gòu)上細(xì)微的差別。
2)庫(kù)容量大,識(shí)別范圍廣泛。SELEX技術(shù)的靶標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于經(jīng)典的抗原抗體結(jié)合反應(yīng),除了有蛋白質(zhì)、核苷酸分子外,還可以是糖類、氨基酸、維生素、抗生素、金屬離子、有機(jī)染料,甚至可以是細(xì)菌、病毒、寄生蟲等完整的細(xì)胞或組織,幾乎囊括了自然界中的全部物質(zhì)。
3)合成容易,獲得方便,易于修飾。適配體的體積比傳統(tǒng)抗體小,篩選過(guò)程簡(jiǎn)便、周期短,對(duì)實(shí)驗(yàn)室的要求不高,并具備自動(dòng)化控制的巨大潛力。經(jīng)過(guò)化學(xué)合成和修飾以后可保持原生物活性不變,還可以增強(qiáng)其穩(wěn)定性并增加其他新的化學(xué)性質(zhì),參加多類反應(yīng)。標(biāo)記了熒光、生物素和納米金顆粒之后,發(fā)展出了諸如分子成像技術(shù)等疾病診斷新方法。
4)重復(fù)性好,純度高。整個(gè)篩選和制備的過(guò)程在人為控制之下,所得到的適配體幾乎沒(méi)有生產(chǎn)批次之間的差異,便于日后的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。的化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定,不易降解,對(duì)溫度不敏感,保存時(shí)間長(zhǎng),即使變形也能在很短的時(shí)間內(nèi)復(fù)性,利于室溫下運(yùn)輸。
5)分子量小、穩(wěn)定性高。相對(duì)于抗體或酶,適配體的化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定,不易降解,對(duì)溫度不敏感,保存時(shí)間長(zhǎng),即使變形也能在很短的時(shí)間內(nèi)復(fù)性,利于室溫下運(yùn)輸。
6)應(yīng)用便捷。SELEX技術(shù)所獲得的適配體又被稱作是核酸型抗體,其優(yōu)于傳統(tǒng)抗體的性質(zhì)是沒(méi)有免疫原性,因此便能獲得一些低免疫原性甚至無(wú)免疫原性靶分子的適配體。并且還省去了傳統(tǒng)抗體制備過(guò)程中的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),而直接從體外文庫(kù)中獲取。而且適配體更容易通過(guò)細(xì)胞膜,并且沒(méi)有毒性,利于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的靶分子和實(shí)現(xiàn)多層次的調(diào)控,并能較快地被機(jī)體清除代謝掉,經(jīng)過(guò)特定的化學(xué)修飾后,還可使半衰期延長(zhǎng),穩(wěn)定性提高,便于科學(xué)研究和疾病診治。
2SELEX技術(shù)的發(fā)展
目前SELEX技術(shù)出現(xiàn)了一些新的篩選方法,越來(lái)越多的與各種標(biāo)靶相對(duì)應(yīng)的適配體被篩選出來(lái)。如毛細(xì)管電泳法、硝酸纖維素膜過(guò)濾法、磁珠分離法、親和色譜法、Non-SELEX技術(shù)、無(wú)引物PCR-SELEX技術(shù)、微流體SELEX技術(shù)、生物芯片SELEX技術(shù)、原子力顯微鏡等各種新的模式也被應(yīng)用到適配體的篩選中。同時(shí)還出現(xiàn)了SELEX技術(shù)與定量PCR,SEL-EX技術(shù)與流式細(xì)胞儀、SELEX技術(shù)與ELISA的聯(lián)合應(yīng)用,更是極大的提升了篩選的效率和準(zhǔn)確性。
2.1消減SELEX技術(shù)消減
SELEX技術(shù)是一種經(jīng)過(guò)改良的SELEX技術(shù)。以完整細(xì)胞為靶標(biāo)的消減SELEX技術(shù),是在篩選過(guò)程中以完整的細(xì)胞作為靶標(biāo),并消減掉能與已知或未知的共有靶標(biāo)結(jié)合的配體,經(jīng)過(guò)消減后的次級(jí)隨機(jī)文庫(kù)再投入到特異靶標(biāo)的篩選中。它的意義在于可以實(shí)現(xiàn)從兩組高度同源的完整細(xì)胞中,篩選出針對(duì)其中一種細(xì)胞的特異性適配體。這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)新的腫瘤細(xì)胞識(shí)別結(jié)構(gòu),還可進(jìn)一步作為“生物導(dǎo)彈”,獨(dú)立完成靶向治療或攜帶藥物,未來(lái)將會(huì)在腫瘤的治療中發(fā)揮巨大的功效。
2.2自動(dòng)化SELEX技術(shù)
傳統(tǒng)的SELEX技術(shù)過(guò)程需要完成一套重復(fù)繁瑣的操作,使得篩選相對(duì)耗時(shí)耗力。自動(dòng)化SELEX技術(shù)的建立可以簡(jiǎn)化篩選過(guò)程,節(jié)約時(shí)間和物品的消耗,實(shí)現(xiàn)高通量和限定范圍,達(dá)到同時(shí)篩選多個(gè)靶分子的效果。自動(dòng)化SELEX技術(shù)離不開現(xiàn)代分離儀器的配合,后者的發(fā)展推動(dòng)了前者的進(jìn)步。2001年Cox等使用Biomek2000自動(dòng)化工作站成功篩選到了溶菌酶的特異性適配體,通過(guò)這種自動(dòng)化篩選平臺(tái),不到2d就完成了12輪的篩選。
2.3導(dǎo)向SELEX技術(shù)
適配體的特異性是整個(gè)SELEX技術(shù)的核心所在,為了提高適配體的特異性和穩(wěn)定性,可將已知的能與靶標(biāo)非特異結(jié)合的分子摻入到文庫(kù)中或預(yù)先與靶標(biāo)進(jìn)行混合后再篩選,這樣可獲得只與靶標(biāo)特異結(jié)合的適配體。2002年Hamm等將此技術(shù)與抗個(gè)體基因型的方法聯(lián)合運(yùn)用,成功獲得了特定激酶抑制劑的特異性RNA適配體。Martell運(yùn)用特殊的導(dǎo)向SELEX技術(shù),從隨機(jī)表達(dá)盒雜交文庫(kù)中篩選到了能與E2F蛋白具有高親和性的RNA適配體。
3SELEX技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
3.1SELEX技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用
依據(jù)核酸適配體具有與靶物質(zhì)高特異性結(jié)合的能力,可以幫助我們尋找到疾病的發(fā)病機(jī)制。Roulet等提出把SELEX技術(shù)同基因表達(dá)串行分析手段聯(lián)合應(yīng)用,并通過(guò)自動(dòng)化的序列提取工藝,建立轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的定位模型。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)錄因子適配體文庫(kù)中的某一序列進(jìn)行測(cè)序,可了解該蛋白結(jié)合位點(diǎn)的特異性,探尋一些以前在基因組中從未研究過(guò)的結(jié)合位點(diǎn),掌握在不同的核苷酸位點(diǎn)上非獨(dú)立堿基出現(xiàn)的先后順序,為闡明其結(jié)合機(jī)制提供一些線索。Bian-chi等采取SELEX技術(shù)發(fā)現(xiàn),TRF1二聚體在端粒上有兩個(gè)相同的識(shí)別半位點(diǎn),它們的距離可以變化,且兩個(gè)半位點(diǎn)的順序方向沒(méi)有區(qū)別。這為探索端粒長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了新依據(jù)。
3.2SELEX技術(shù)在疾病診斷中的應(yīng)用
腫瘤細(xì)胞及其標(biāo)志物的早期檢測(cè)對(duì)于腫瘤的診斷及預(yù)后極為重要,目前已經(jīng)篩選出多種腫瘤的特異性適配體,例如急性髓系白血病的適配體KH1C12、急性淋巴細(xì)胞白血病的適配體sgc8/sgc3/sgd3、惡性膠質(zhì)瘤的適配體GBI-10、Burrkitt淋巴瘤的適配體TD05、非小細(xì)胞肺癌的適配體S1/S11e/S15、小細(xì)胞肺癌的適配體HCA12/HCC03/HCH07/HCH01、乳腺癌的適配體KMF2-1a、結(jié)腸癌的適配體KDED2/KD-ED7/KDED9/KC2D3、小鼠肝癌的適配體TLS9a/TLS11a、卵巢癌的適配體DOV3/DOV4/DOV6。它們可以特異地識(shí)別腫瘤細(xì)胞,僅需少量腫瘤細(xì)胞即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的鑒別和分型。將適配體與納米顆粒結(jié)合后通過(guò)比色檢測(cè),觀察顏色的變化即可判斷有無(wú)靶標(biāo)細(xì)胞。這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常敏感,樣本中的靶細(xì)胞數(shù)超過(guò)百個(gè)即可檢測(cè)出來(lái),還不需要昂貴的檢測(cè)設(shè)備和待檢靶標(biāo)的標(biāo)記與修飾。因此,有可能成為常規(guī)篩查活體標(biāo)本中新生腫瘤細(xì)胞的一種新方案。與此同時(shí)腫瘤細(xì)胞的分子成像技術(shù)也已經(jīng)問(wèn)世,它能夠從細(xì)胞水平對(duì)生物過(guò)程進(jìn)行可視化描述及測(cè)量,不僅能定位病灶,觀察某些影響腫瘤細(xì)胞行為的生物過(guò)程,還能觀察腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的反應(yīng)。Kim等研究將前列腺特異性膜抗原(PSMA)的特異性適配體與金納米材料結(jié)合后,帶有PSMA的前列腺癌細(xì)胞便能夠被特異性地標(biāo)記出來(lái),將其作為造影劑應(yīng)用在前列腺腫瘤的影像學(xué)診斷中,比傳統(tǒng)的造影劑顯像時(shí)間更持久,毒副作用更小,應(yīng)用價(jià)值更顯著。SELEX技術(shù)還在血液的生化檢查方面,顯示出一定的應(yīng)用前景。用其檢測(cè)血液中的某些靶分子,將比傳統(tǒng)方法更特異和高效。腦尿鈉肽(BNP)常被臨床上用來(lái)評(píng)價(jià)急性心力衰竭或急性呼吸窘迫癥患者的病情和預(yù)后。Lin等采用SELEX技術(shù)的原理,篩選到了能與BNP特異結(jié)合的適配體。在微流體試驗(yàn)?zāi)J较?,被熒光?biāo)記的適配體可以快速測(cè)出血液中BNP的濃度,比放射免疫分析法或是免疫分析技術(shù)更精確、更經(jīng)濟(jì)。C反應(yīng)蛋白(CRP)是機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下生成的一種非特異性的急性時(shí)相反應(yīng)蛋白,CRP與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死等心血管疾病具相關(guān)性。Bini等開發(fā)出了一種帶有光化學(xué)性質(zhì)的CRP特異性適配體,當(dāng)血液中的CRP濃度超0.005mg/L時(shí)就能被檢測(cè)出來(lái),敏感度非常高。這一成果為新型CRP診斷試劑的研制奠定了基礎(chǔ)。SELEX技術(shù)還被應(yīng)用在病原微生物的檢測(cè),其能克服傳統(tǒng)檢測(cè)方法在特異性和敏感性上的缺陷,為新型檢測(cè)試劑盒的開發(fā)提供有力支持。例如結(jié)合分支桿菌的特異性適配體CSRI2.11檢測(cè)過(guò)程比傳統(tǒng)的培養(yǎng)鑒定法更省時(shí)更敏感;丙型肝炎病毒的適配體ZE2可結(jié)合酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)丙型肝炎的早期篩查,不受抗體檢測(cè)時(shí)窗口期的制約;瘧原蟲乳酸脫氫酶的適配體PL1在臨床實(shí)踐中,可以很好的區(qū)分患者是否感染了出間日瘧原蟲或惡性瘧原蟲。
3.3SELEX技術(shù)在疾病治療中的應(yīng)用
SELEX技術(shù)在疾病治療中的功效越來(lái)越來(lái)受到人們的重視。適配體在體內(nèi)與靶分子結(jié)合,理論上可以對(duì)靶分子的生理功能和代謝過(guò)程產(chǎn)生影響,靶分子也會(huì)因此發(fā)生信號(hào)傳導(dǎo)的改變甚至喪失原本的功能,直接或間接阻斷疾病發(fā)生進(jìn)程。以此開發(fā)的靶蛋白功能阻斷劑,日益顯示出其巨大的潛力。全球首個(gè)適配體藥物是2004年由美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)上市的哌加他尼鈉,可用來(lái)治療老年性黃斑變性。SELEX技術(shù)在凝血系統(tǒng)疾病的治療上具有一定的意義,已找到了可用作抗凝血和抗血栓藥物的適配體REG-1,其結(jié)合的位點(diǎn)是凝血酶的肝素結(jié)合位點(diǎn)以及纖維蛋白原結(jié)合位點(diǎn)。在治療免疫系統(tǒng)疾病方面,也已獲得了具有藥物開發(fā)潛力的特異性適配體,如可用來(lái)拮抗自身抗體已達(dá)到治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的適配體,還有能刺激T細(xì)胞釋放的4-1BB的適配體。對(duì)于腫瘤的治療,基于SELEX技術(shù)研制的適配體藥物更是走在前列,進(jìn)入到了臨床試驗(yàn)階段。如對(duì)實(shí)體瘤和復(fù)發(fā)性急性髓樣白血病有良好療效的AS1411,更出現(xiàn)了連接金納米棒的適配體,用作腫瘤靶向光熱治療。適配體藥物作為抗病毒藥,也展現(xiàn)出良好的前景,比如用來(lái)抑制狂犬病病毒的復(fù)制和干擾艾滋病病毒的體內(nèi)合成。除此以外,核酸適配體還可作為運(yùn)輸工具,特異性地把藥物運(yùn)送至靶標(biāo)細(xì)胞或組織達(dá)到定點(diǎn)清除的治療效果,研究比較成熟的有裝載著阿霉素,用來(lái)殺傷前列腺癌細(xì)胞的復(fù)合適配體藥物。
某一系統(tǒng)疾病的臨床診斷過(guò)程以泌尿系統(tǒng)疾病為例,在臨床上,泌尿系統(tǒng)疾病涉及腎上腺、腎臟、前列腺、輸尿管、膀胱、尿道等部位,泌尿外科醫(yī)生的臨床診斷思維在形成過(guò)程中除了應(yīng)具備大量的醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)之外,還要具備認(rèn)識(shí)客觀事物的正確思維方法。疾病是一個(gè)客觀事物,人們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí),即對(duì)疾病的認(rèn)識(shí),都要通過(guò)感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。臨床診斷要經(jīng)歷初步診斷、會(huì)診、確診等幾個(gè)階段,這個(gè)過(guò)程是泌尿外科醫(yī)生對(duì)所獲得的泌尿系統(tǒng)疾病信息進(jìn)行臨床思維,并進(jìn)行分析、判斷、推理,最終將信息形成疾病診斷的過(guò)程。正確處理醫(yī)學(xué)影像高新技術(shù)與臨床診斷思維的關(guān)系醫(yī)學(xué)影像高新技術(shù)使外科醫(yī)生的視野擴(kuò)大了,并克服了過(guò)去臟器診斷的模糊性。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,CT、核磁共振等已成為腎臟等腹膜后器官檢查的重要工具,而醫(yī)學(xué)影像高新技術(shù)在各科中的廣泛應(yīng)用,極大地提高了診斷水平。醫(yī)學(xué)影像高新技術(shù)的進(jìn)步,不但使醫(yī)生得到了對(duì)疾病的深層次認(rèn)識(shí),也使其對(duì)臨床思維方式提出新的要求。例如,CT、MRI在成像手段上具有很高的創(chuàng)造性,它集計(jì)算機(jī)、物理學(xué)、生物工程學(xué)等于一身,形成了影像數(shù)字化。其高分辨及薄層技術(shù)可以對(duì)局部較微細(xì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,從而對(duì)臨床產(chǎn)生深刻的影響。事實(shí)上,診斷手段越先進(jìn),越要發(fā)揮人的能動(dòng)性和創(chuàng)造性,越要求影像專業(yè)的各科醫(yī)生具有更高的綜合判斷能力。所以,面對(duì)大量的影像高技術(shù)參數(shù),臨床理論思維方法要求更完善、更全面,就越要求各科醫(yī)生具有更高的綜合判斷能力和臨床水平。
在疾病診斷過(guò)程中,處理好醫(yī)學(xué)影像傳統(tǒng)技術(shù)與醫(yī)學(xué)影像高新技術(shù)的關(guān)系
二、新興美容整容行業(yè)的發(fā)展方向
醫(yī)學(xué)美學(xué),作為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)新興的獨(dú)立的系統(tǒng)科學(xué),是醫(yī)學(xué)和美學(xué)原理交叉的學(xué)科?!耙髮W(xué)生掌握的是如何實(shí)施對(duì)人體的美學(xué)研究、美學(xué)維護(hù)、美學(xué)修復(fù)和再塑人的健康之美”現(xiàn)代醫(yī)學(xué)美學(xué)的興起與和醫(yī)學(xué)審美的更高層次發(fā)展,促進(jìn)了研究與實(shí)踐并取得顯著成果。但是目前也出現(xiàn)了各種問(wèn)題,出現(xiàn)了很多整容美容事故,主要原因是不了解美學(xué)規(guī)律,不遵循美學(xué)規(guī)律地亂動(dòng)刀子。
三、數(shù)字媒體介入前兩者結(jié)合中的運(yùn)用前景
(一)、教學(xué)中的運(yùn)用。對(duì)整個(gè)專業(yè)知識(shí)體系的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革創(chuàng)新,結(jié)合多媒體、投影儀等教學(xué)工具,利用計(jì)算機(jī)采集圖像數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù),配合攝像機(jī)及相應(yīng)測(cè)量用軟件,作為測(cè)量分析用具,啟用醫(yī)用美學(xué)等軟件虛擬測(cè)查數(shù)據(jù)結(jié)果。使教學(xué)更直觀更具體化。
(二)是與客戶交流的運(yùn)用,面向特定的群體發(fā)展到面向特定的一個(gè)人、一個(gè)家庭的階段。即是精確化傳播階段,能和受眾(客戶)保持一對(duì)一互動(dòng),受眾能較易獲得個(gè)性化信息,并能通過(guò)先進(jìn)的媒體及傳播技術(shù)經(jīng)濟(jì)地、方便地滿足不同受眾的個(gè)性化需求。
(三)推廣傳播的運(yùn)用。大眾傳播、分眾傳播,與精確化傳播相對(duì)應(yīng)。在互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)站中使用網(wǎng)頁(yè)、廣告等媒體市場(chǎng)推廣體系,最大化數(shù)字媒體的營(yíng)銷效果。
四、數(shù)字媒體介入美學(xué)教學(xué)實(shí)踐的改革
(一)美學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)體系的完善
1、既要了解美學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),又要了解醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。美學(xué)主要包括美學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能、人體整體美學(xué)與各部位美學(xué)分析評(píng)價(jià)技能。醫(yī)學(xué)美學(xué)主要包括實(shí)踐指導(dǎo)手冊(cè)、醫(yī)學(xué)美學(xué)概論實(shí)訓(xùn)教程等。通過(guò)綜合課程體系學(xué)習(xí),鞏固美學(xué)和醫(yī)學(xué)美學(xué)理論課程的基本知識(shí)和基本概念。
2、要配有專門的美學(xué)與醫(yī)學(xué)美學(xué)實(shí)踐教學(xué)畫室和實(shí)驗(yàn)室,配備各種實(shí)踐教學(xué)器材。
(二)軟件與工具的廣泛使用
利用圖形軟件平面與3D結(jié)合,有效地進(jìn)行人體美學(xué)測(cè)量,分析與評(píng)價(jià)的技能應(yīng)用與實(shí)施于臨床。選用計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、自制攝像用頭部固位架、圖像采集卡、相應(yīng)測(cè)量用軟件,作為測(cè)量分析用具,尺子、量角規(guī)等,整形美化軟件。
(三)課程教學(xué)實(shí)踐改革
在講解分析中,多與醫(yī)生交流醫(yī)學(xué)美學(xué)的理論與原理,結(jié)合臨床實(shí)際,分析事物與美學(xué)的關(guān)系及其成因,進(jìn)行分析并提出措施或建議,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)美學(xué)與醫(yī)學(xué)美學(xué)理論原理的應(yīng)用能力。
1、集體講解,多媒體播放,與醫(yī)生共同講解相關(guān)解剖知識(shí),養(yǎng)成科學(xué)的觀點(diǎn)去看待和解決問(wèn)題。如頭面部的三停五眼分析與測(cè)量,對(duì)比例不協(xié)調(diào)除了使用化妝技術(shù)可以改變,還需要微整形或者手術(shù)整形改變,需要向醫(yī)生咨詢以及完全了解問(wèn)題的解決。如,瘦臉針、除皺針的恰當(dāng)使用。
2、素描示范步驟和范例作品講解。用素描方法描繪照片和寫生對(duì)象,只有掌握了藝術(shù)手段熟練處理問(wèn)題的能力,才能更好地運(yùn)用進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖形軟件處理出需要的效果。藝術(shù)手段和計(jì)算機(jī)的修改可能更加隨心所欲,但是醫(yī)學(xué)要遵循規(guī)律,是需要將對(duì)象的個(gè)性與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)律反復(fù)進(jìn)行比對(duì)。審美的修養(yǎng)顯得十分重要。如。教師先分析對(duì)象特征,再示范觀察方法、比例、結(jié)構(gòu),表現(xiàn)基本手法,再讓學(xué)生分組練習(xí),教師同時(shí)進(jìn)行巡視指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
3、利用各種軟件分析真實(shí)照片和虛擬美容整形效果,比較各種數(shù)據(jù)在審美的差別,認(rèn)識(shí)解剖知識(shí)的重要性突出計(jì)算機(jī)的運(yùn)用能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng),啟發(fā)學(xué)生自己動(dòng)手,使實(shí)踐教學(xué)具有規(guī)范的動(dòng)手能力和臨床實(shí)踐操作技能。如,打開photoshop軟件,將搜集到的照片導(dǎo)入,拉開輔助線,選中鋼筆路徑作為傾斜鋪助線和修改的描畫。點(diǎn)擊標(biāo)尺工具進(jìn)行測(cè)量。然后采用人體模型測(cè)量或者同學(xué)之間互相進(jìn)行測(cè)量,寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,將最后得出的結(jié)果做出虛擬效果圖。用VPSS、IFACE等軟件,目前這些軟件還不夠強(qiáng)大,需要結(jié)合photoshop軟件使用,最強(qiáng)的是韓國(guó)的3D整形軟件syncromaxplus,需要加強(qiáng)對(duì)3D軟件的學(xué)習(xí),制作出更真實(shí)性的3D效果圖??梢院苡行У膸椭吾t(yī)生的手術(shù)。
4、實(shí)踐課堂案例式教學(xué)。就美學(xué)與醫(yī)學(xué)美學(xué)課程教學(xué)及教育過(guò)程中的有關(guān)典型問(wèn)題,或?qū)W生關(guān)心的現(xiàn)實(shí)生活中的見聞,或?qū)W生自己容貌方面的憂慮煩惱等,作為實(shí)踐課堂案例來(lái)進(jìn)行教學(xué)。例如,比較典型的東西方數(shù)據(jù)差別,加強(qiáng)民族審美意識(shí),不盲目整形。
五、專業(yè)實(shí)踐、企業(yè)實(shí)習(xí)
實(shí)行產(chǎn)學(xué)結(jié)合,在全省范圍內(nèi)確立了教學(xué)實(shí)習(xí)基地,讓學(xué)生到實(shí)習(xí)基地去見習(xí)實(shí)習(xí)學(xué)習(xí),如參與美容醫(yī)院的各種美容治療或美容手術(shù)的實(shí)習(xí)見習(xí),實(shí)習(xí)見習(xí)各階段寫出美的切身體會(huì)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告。參加美學(xué)與醫(yī)學(xué)美學(xué)講座、學(xué)術(shù)交流等活動(dòng)。讓學(xué)生熟悉美容業(yè)的生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)工作,為美容第一線職業(yè)崗位輸送高素質(zhì)的應(yīng)用型人才打下基礎(chǔ)。
2醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和問(wèn)題
2.1課程體系和教學(xué)內(nèi)容完全照搬臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科教育
課程體系和教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)目標(biāo)的直接反映,是培養(yǎng)人才素質(zhì)、提高教學(xué)質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)該緊貼生物技術(shù)專業(yè)實(shí)際需求,有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)置。然而,目前大部分醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容完全照搬臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科教育,將內(nèi)科、外科、??平虒W(xué)內(nèi)容按照病因、臨床表現(xiàn)、病理、診斷、治療、預(yù)防等毫無(wú)取舍地灌輸給學(xué)生,呈現(xiàn)教師教學(xué)無(wú)特色、無(wú)重點(diǎn)、無(wú)思路,學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)方向、無(wú)興趣的狀態(tài)。這與學(xué)科設(shè)置初衷和社會(huì)人才需求脫節(jié),不能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新能力,沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。
2.2課程目標(biāo)不明確,考核要求不嚴(yán)格
目前大多數(shù)醫(yī)學(xué)院校對(duì)生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)不夠重視,沒(méi)有真正意識(shí)到臨床醫(yī)學(xué)對(duì)該專業(yè)學(xué)生今后發(fā)展的重要意義。醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)課程目標(biāo)應(yīng)該是:使學(xué)生具有一定臨床思維,了解臨床醫(yī)學(xué)前沿和需要,并能在醫(yī)學(xué)發(fā)展和臨床需求中找到生物技術(shù)的落腳點(diǎn)、發(fā)力點(diǎn),運(yùn)用所掌握的生物技術(shù)理論知識(shí)和技能,從事相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā),最終為醫(yī)學(xué)問(wèn)題的解決開辟新思路、提供新方法。但是目前醫(yī)學(xué)院校對(duì)于生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)課程目標(biāo)認(rèn)識(shí)比較模糊,在教學(xué)過(guò)程中需要學(xué)生掌握哪些內(nèi)容、掌握到什么程度沒(méi)有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)??己诉^(guò)程較為敷衍,甚至沒(méi)有考核,使臨床醫(yī)學(xué)課程開設(shè)存在“雞肋化”的危險(xiǎn)。
3醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容
醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng),在強(qiáng)調(diào)基本素質(zhì)共性的基礎(chǔ)上,應(yīng)該有不同的培養(yǎng)類型和專業(yè)方向。醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容必須體現(xiàn)職業(yè)生涯發(fā)展目標(biāo),尊重學(xué)生多樣性選擇。目前的教學(xué)內(nèi)容和課程體系不能完全符合專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)需要,不能完全適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展需要,不能完全考慮到多樣化、個(gè)性化、專業(yè)化,因此有必要對(duì)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。
3.1緊貼實(shí)際,重點(diǎn)突出
臨床醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),在課程設(shè)置上除了要整體介紹臨床醫(yī)學(xué)概況外,重點(diǎn)是要篩選出能夠體現(xiàn)生物技術(shù)學(xué)科發(fā)展價(jià)值以及與生物技術(shù)知識(shí)有交集的內(nèi)容,體現(xiàn)出醫(yī)學(xué)生物技術(shù)特色和資源優(yōu)勢(shì),如臨床診斷的新方法,基因診斷、基因治療技術(shù)在腫瘤及其他疾病中的應(yīng)用等;而疾病的臨床表現(xiàn)、物理診斷及常規(guī)治療方法等內(nèi)容應(yīng)該淡化。這樣才會(huì)貼近生物技術(shù)專業(yè)實(shí)際,更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,避免浪費(fèi)學(xué)生有限的精力。
3.2以臨床問(wèn)題為向?qū)?,以臨床難點(diǎn)為突破
醫(yī)學(xué)生物技術(shù)發(fā)展動(dòng)力就是臨床問(wèn)題。醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的發(fā)展已為我們解決了一個(gè)又一個(gè)醫(yī)學(xué)難題,開辟了新思路,提供了新方法,已有很多成熟的、新興的生物技術(shù)應(yīng)用于臨床實(shí)踐。因此,應(yīng)將目前臨床上亟待解決的問(wèn)題和需要突破的難點(diǎn)貫穿在教學(xué)中,引起學(xué)生的思考和學(xué)習(xí)興趣,從而更好地把生物技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合起來(lái)。
3.3著眼前沿,廣泛涉獵
生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新和發(fā)展。臨床醫(yī)學(xué)的最前沿往往與生物技術(shù)的發(fā)展密不可分,因此要把臨床醫(yī)學(xué)中最新的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)引入教學(xué)中,讓學(xué)生體會(huì)醫(yī)學(xué)生物技術(shù)對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要性,增強(qiáng)榮譽(yù)感和使命感。同時(shí),臨床醫(yī)學(xué)不斷進(jìn)展的案例也是很好的教學(xué)事例,讓學(xué)生了解前輩們是如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,并推動(dòng)醫(yī)學(xué)科學(xué)向前發(fā)展的。但也要照顧到醫(yī)學(xué)發(fā)展的冷門分支,給學(xué)生拾遺補(bǔ)缺的機(jī)會(huì),在大家忽視的老問(wèn)題上做出新文章。
4醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)模式
生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)模式應(yīng)該有別于臨床醫(yī)學(xué)專業(yè),要更加突出多樣性、靈活性和自主性,最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,將課程的作用發(fā)揮到最大化。
4.1課堂教學(xué)與課外教學(xué)相結(jié)合,選修和必修相結(jié)合
壓縮課堂教學(xué)時(shí)數(shù),將教學(xué)主戰(zhàn)場(chǎng)放在課外,把更多的時(shí)間交給學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。增加選修課數(shù)量,鼓勵(lì)學(xué)生選擇自己感興趣的方向進(jìn)行探索。生物技術(shù)專業(yè)將來(lái)不從事臨床醫(yī)療工作,對(duì)臨床醫(yī)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)該是有重點(diǎn)和有取舍的,這個(gè)選擇權(quán)不應(yīng)掌握在教師手中,而應(yīng)留給學(xué)生。讓學(xué)生在課外通過(guò)文獻(xiàn)查閱、學(xué)術(shù)會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)交流等多種形式,學(xué)習(xí)對(duì)未來(lái)職業(yè)發(fā)展有幫助的醫(yī)學(xué)知識(shí)。
4.2大師進(jìn)講堂,將導(dǎo)師范圍擴(kuò)展至臨床學(xué)科
師資隊(duì)伍建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)體系改革的關(guān)鍵。目前生物技術(shù)專業(yè)臨床醫(yī)學(xué)師資結(jié)構(gòu)中,中級(jí)職稱教師比例偏高,真正的大師偏少。應(yīng)該把臨床醫(yī)學(xué)的“大腕”請(qǐng)進(jìn)講堂,因?yàn)樯锛夹g(shù)專業(yè)的導(dǎo)師往往更重視具體的新技術(shù)、新方法,而對(duì)臨床醫(yī)學(xué)前沿需求知之甚少,缺少宏觀思路和頂層設(shè)計(jì)。這些可由臨床導(dǎo)師很好地補(bǔ)充,他們?cè)R床數(shù)十年,對(duì)疾病的發(fā)生發(fā)展、治療的難點(diǎn)要點(diǎn)有更全面、深入的認(rèn)識(shí)。要鼓勵(lì)學(xué)生參與到臨床導(dǎo)師的科研課題及科技創(chuàng)新活動(dòng)中,使其不僅對(duì)原有理論知識(shí)和技術(shù)有更清晰的認(rèn)識(shí),還鍛煉了臨床科研思維能力;使學(xué)生能更準(zhǔn)確地把握現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的脈搏,找到自己感興趣、能鉆研、有出路的研究方向,對(duì)未來(lái)職業(yè)發(fā)展進(jìn)行合理的規(guī)劃。
4.3啟發(fā)為主,傳授為輔
生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生將來(lái)主要從事科研工作,應(yīng)該是臨床醫(yī)生的益友良師。其臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)不應(yīng)以傳授方式為主,而應(yīng)采取引導(dǎo)、啟發(fā)的方式,加入討論及案例教學(xué),讓學(xué)生自己思考問(wèn)題,用專業(yè)特長(zhǎng)來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合能力培養(yǎng),在教學(xué)環(huán)節(jié)中啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自由學(xué)習(xí)。在教學(xué)方法和教學(xué)手段改革中,堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際、基礎(chǔ)聯(lián)系臨床的教學(xué)理念,強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程的“四結(jié)合”:密切結(jié)合科研,密切結(jié)合臨床,密切結(jié)合實(shí)踐,密切結(jié)合新進(jìn)展。
(2)“粉筆+黑板”的教學(xué)模式,由于教學(xué)手段單一、呆板,課堂氣氛死板、沉悶,不利于激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,學(xué)生的聽課積極性不高,教師的創(chuàng)造性思維也受到了抑制,容易使教師因循守舊、不思改進(jìn),一本教案用幾年,以至知識(shí)老化,創(chuàng)造性思維枯竭。
(3)醫(yī)學(xué)教學(xué)素材眾多,難以長(zhǎng)期保存。
(4)醫(yī)學(xué)知識(shí)繁瑣、復(fù)雜,課堂上老師苦于難把大量的知識(shí)傳授于大家,多數(shù)老師一味填鴨式的講授,不僅不會(huì)增加學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,還會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生厭煩情緒。學(xué)習(xí)資源和信息。
2多媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的重要性
(1)計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)把枯燥無(wú)味的知識(shí)形象、滿足不同學(xué)生的不同需要,使得學(xué)生在一定時(shí)間內(nèi)盡可能獲取更多的知識(shí)。
(2)多媒體技術(shù)可以節(jié)省板書時(shí)間,大大提高了課堂效率,還可以增加與老師溝通互動(dòng)的機(jī)會(huì)。
(3)多媒體技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教學(xué)過(guò)程單調(diào)枯燥的局面,完全可以在課下依靠網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)學(xué)習(xí),而且多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源的共享,為學(xué)生提供了更多的
3多媒體教學(xué)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中應(yīng)注意的事項(xiàng)
多媒體教學(xué)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中產(chǎn)生了重大的變革,但是,應(yīng)用多媒體時(shí),應(yīng)將多媒體作為教學(xué)的助力,不能成為教學(xué)的絆腳石。所以,使用多媒體技術(shù)時(shí),應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。
(1)避免遏制學(xué)生的想象力。這就造成教師在課堂上過(guò)多的進(jìn)行電腦操作,引導(dǎo)學(xué)生按照課件的指示進(jìn)行學(xué)習(xí),在一定程度上抑制了學(xué)生的想象力。
(2)避免重回填鴨式教學(xué)。多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用使教師的板書量大大減少,造成學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行思考,導(dǎo)致教師無(wú)法全面的掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的具體情況,對(duì)于教學(xué)中存在的問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和改正。
(3)避免過(guò)度依賴多媒體教學(xué),使教師學(xué)生之間失去互動(dòng)性。學(xué)生也不會(huì)再認(rèn)真地去做筆記,整理自己的學(xué)習(xí)思路和知識(shí)體系,而是變得更愿意去依賴拷貝教師的教學(xué)資料。
二、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)與體育科學(xué)的發(fā)展
VEGF為血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖的分裂原,是一種肝素結(jié)合雙鏈糖蛋白,是目前已知最強(qiáng)的血管生成刺激因子。VEGF家族具有眾多成員,包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D及胎盤生長(zhǎng)因子。VEGF家族眾多成員中,VEGF-A在血管生成中的作用最重要,是血管生成過(guò)程的主要介導(dǎo)者。許多研究已證實(shí),VEGF存在于人卵泡液中,且與卵泡液的聚集及卵泡膜血管生成密切相關(guān),是介導(dǎo)卵巢功能的重要信號(hào)分子。女性自然周期和促排卵周期中,在促性腺激素的作用下,卵巢局部可產(chǎn)生VEGF,且卵泡液中VEGF濃度明顯高于血清VEGF。血清及卵泡液中VEGF表達(dá)增高的意義在于通過(guò)誘導(dǎo)卵泡周圍微毛細(xì)血管生成,使卵泡有更多機(jī)會(huì)得到血液中FSH和LH,刺激卵泡的發(fā)育和成熟。同時(shí),在VEGF的刺激下,卵泡壁可形成豐富毛細(xì)血管網(wǎng),有利于卵泡從血液中吸收大量的必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)自身生長(zhǎng)。研究表明,從竇性卵泡到成熟卵泡的顆粒細(xì)胞、從中等大小卵泡到排卵前卵泡的卵泡膜細(xì)胞上,VEGF表達(dá)強(qiáng)度隨著卵泡發(fā)育而增強(qiáng)。因此,排卵前VEGF升高可能間接地反應(yīng)了顆粒細(xì)胞和卵泡膜細(xì)胞的增殖和成熟,是反映顆粒細(xì)胞和卵泡膜細(xì)胞分化成熟的重要生物學(xué)指標(biāo)。通過(guò)研究VEGF與女性生殖的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)發(fā)育中的卵泡顆粒細(xì)胞可合成VEGF并以旁分泌的方式釋放到卵泡液中,誘導(dǎo)卵泡周圍血管的生長(zhǎng)。卵泡液VEGF水平與卵母細(xì)胞的成熟有關(guān),卵母細(xì)胞成熟率隨著VEGF水平的升高而升高。當(dāng)卵泡液VEGF水平保持在一定范圍內(nèi)時(shí),卵母細(xì)胞具有較高的受精率、卵裂率及妊娠率。當(dāng)卵泡液VEGF水平較低時(shí),卵泡膜血管生成減少,血管通透性下降,卵母細(xì)胞內(nèi)功能完善的線粒體數(shù)減少,卵母細(xì)胞ATP含量下降,從而使卵子成熟過(guò)程中的各種生物學(xué)過(guò)程效率降低,影響卵母細(xì)胞質(zhì)量及其后續(xù)發(fā)育能力。文獻(xiàn)報(bào)道,VEGF在卵泡液的作用主要表現(xiàn)為,在卵泡期受HCG的調(diào)節(jié),增加卵泡膜及卵泡壁血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性,促進(jìn)卵泡液的聚集,為卵泡液各種細(xì)胞因子前體物質(zhì)的運(yùn)輸和激素的合成提供條件,同時(shí)在黃體形成時(shí)促進(jìn)毛細(xì)血管網(wǎng)的構(gòu)建。
2、血管生成素(Angiopoietin,Ang)
Ang是一種具有4個(gè)成員的促血管生成因子,分別為Ang-1、Ang-2、Ang-3和Ang-4。學(xué)術(shù)界對(duì)Ang-1、Ang-2的研究較多,Ang-1可與內(nèi)皮細(xì)胞所表達(dá)的酪氨酸激酶受體Tie-2結(jié)合,從而促進(jìn)新生血管生成及穩(wěn)定;而Ang-2雖也能與Tie-2結(jié)合,但卻不能誘導(dǎo)Tie-2受體的磷酸化,而是競(jìng)爭(zhēng)性地引起Ang-1與Tie-2的結(jié)合減少,使血管通透性增加及穩(wěn)定性下降,為Ang-1的天然拮抗劑。Ang-2可與VEGF發(fā)揮協(xié)同作用,抑制血管重構(gòu)過(guò)程中Ang-1所導(dǎo)致的過(guò)度分支。當(dāng)有VEGF-A存在時(shí),Ang-2可促進(jìn)生長(zhǎng)因子向血管內(nèi)皮細(xì)胞靠近,有利于血管生成;當(dāng)無(wú)VEGF-A存在時(shí),可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,使血管退化。有關(guān)人卵泡液Ang-1及Ang-2的表達(dá)尚不清楚。但有部分早期研究表明,在早期卵泡發(fā)育過(guò)程中,Ang-1表達(dá)相對(duì)VEGF和Ang-2較豐富;晚期排卵前卵泡VEGF和Ang-2明顯上調(diào)且持續(xù)表達(dá),從而促進(jìn)了卵泡血管的生成和穩(wěn)定。而在非優(yōu)勢(shì)卵泡中,Ang-2持續(xù)表達(dá)且處于主導(dǎo)地位而VEGF表達(dá)缺失,從而使卵泡血管退化,抑制卵泡進(jìn)一步發(fā)育。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,Ang-2在大鼠的閉鎖卵泡中表達(dá)十分豐富;Ang-1和Ang-2也表達(dá)在大鼠的各級(jí)卵泡膜細(xì)胞中,且在成熟卵泡中的表達(dá)量顯著高于次級(jí)卵泡,而在小猿的囊狀卵泡膜中Ang-2并不表達(dá)。羊卵巢中,Ang-2表達(dá)于顆粒細(xì)胞及各級(jí)卵泡細(xì)胞膜上,且在卵泡細(xì)胞上的表達(dá)明顯高于顆粒細(xì)胞。在牛各級(jí)卵泡和閉鎖卵泡細(xì)胞中均檢測(cè)到血管生成素及其受體,但在成熟卵泡中的表達(dá)量最低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在牛卵泡中注射Ang-2可使孕酮升高,而注射Ang-1后同時(shí)還可使雌激素水平上升。在牛的整個(gè)排卵過(guò)程中均有血管生成素及其受體的表達(dá),其中Ang-1在排卵期表達(dá)升高而Ang-2的表達(dá)明顯下降。這與大鼠排卵期血管生成素的表達(dá)正好相反,大鼠排卵期Ang-2的表達(dá)會(huì)明顯升高。另有研究發(fā)現(xiàn),在大鼠排卵前給予外源性Ang-2時(shí)可干擾正常的排卵過(guò)程,阻止排卵。由此推斷,血管生成素可能通過(guò)調(diào)節(jié)卵泡血管生成及與卵泡細(xì)胞和顆粒細(xì)胞膜受體結(jié)合影響哺乳動(dòng)物卵泡的發(fā)育,但具有種屬差異,很難直接推斷其在人類生殖過(guò)程中對(duì)卵泡發(fā)育的影響。
3、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMPs)
MMPs是一類能水解血管基底膜和細(xì)胞外基質(zhì),從而間接促進(jìn)血管生成過(guò)程的蛋白水解酶家族。MMPs可在血管生成過(guò)程中間接幫助血管內(nèi)皮細(xì)胞向血管出芽部位遷移,為血管新生提供足夠的空間。MMPs家族有眾多成員且在體內(nèi)作用各不相同,其中與其蛋白水解活性關(guān)系最為密切的是MMP-2和MMP-9。研究表明,MMP-2通常在初級(jí)濾泡、竇前卵泡、小竇狀卵泡及排卵前卵泡中的顆粒細(xì)胞表達(dá),而MMP-9則在發(fā)育良好的竇前卵泡、竇狀卵泡及排卵前卵泡膜細(xì)胞表達(dá),提示MMP-2和MMP-9參與整個(gè)卵泡的生長(zhǎng)發(fā)育和排卵過(guò)程。在人類正常卵泡發(fā)育過(guò)程中,卵泡在發(fā)生排卵前的兩個(gè)星期內(nèi)約發(fā)生400次擴(kuò)張,這就需卵泡基底膜及細(xì)胞外基質(zhì)同時(shí)發(fā)生相應(yīng)的重塑。而卵泡液MMP-2和MMP-9可水解卵泡壁血管外基質(zhì),促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移而加速血管生成,從而為卵泡的發(fā)育提供豐富的血液供應(yīng)。同時(shí)也通過(guò)水解細(xì)胞外基質(zhì)為卵泡壁的不斷擴(kuò)張創(chuàng)造了有利條件。有研究發(fā)現(xiàn),MMP-2表達(dá)于正常卵泡液中且具有明膠酶活性,而在PCOS患者卵泡液中,其性質(zhì)表現(xiàn)更活躍。此外,MMP-2同時(shí)在人類黃體生成過(guò)程中扮演著重要的角色。通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),除MMP-2和MMP-9外,MMP-14在卵泡生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中具有十分重要的作用。但由于研究所需的組織很難獲得,對(duì)MMP-14在人類卵泡生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的準(zhǔn)確作用及在卵巢組織中的定量表達(dá)仍很難得到證實(shí)。同時(shí)也很難做到對(duì)發(fā)育中的卵泡和排卵時(shí)的卵泡中兩者的表達(dá)進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn),MMP-14和MMP-2均參與卵泡生長(zhǎng)發(fā)育和卵泡液的形成過(guò)程。由此可見,基質(zhì)金屬蛋白酶是人類卵泡發(fā)育成熟的重要調(diào)控分子,有必要對(duì)其在卵泡不同發(fā)育階段的表達(dá)進(jìn)行進(jìn)一步定性和定量研究。
4、活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)
ROS是細(xì)胞內(nèi)氧代謝所產(chǎn)生的正常物質(zhì),如超氧陰離子、羥自由基、過(guò)氧化氫等。高水平ROS具有細(xì)胞毒性作用,并可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,參與機(jī)體多種疾病的發(fā)生。但低水平的ROS作為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,可介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移而刺激新生血管生成。ROS源自線粒體電子傳遞系統(tǒng)、細(xì)胞色素p450、黃嘌呤氧化酶、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶、一氧化氮合酶(NOS)等,其中NADPH氧化酶是細(xì)胞內(nèi)ROS的重要來(lái)源。NADPH氧化酶抑制劑DPI可通過(guò)抑制由生長(zhǎng)因子(如VEGF、FGF等)誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移,提示NADPH氧化酶產(chǎn)生的ROS可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生增殖和遷移,是其發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的必需信號(hào)分子[16]。卵泡液中ROS主要來(lái)自于顆粒細(xì)胞,在卵泡的發(fā)育過(guò)程中,隨著卵泡的不斷生長(zhǎng),卵泡內(nèi)氧含量逐漸降低而O2-逐漸增加,卵泡液ROS的增多并不影響顆粒細(xì)胞的增殖,反而卵泡內(nèi)的缺氧環(huán)境和ROS的表達(dá)可能在顆粒細(xì)胞和卵泡壁血管生成中起重要作用。研究表明,卵泡液ROS在一定濃度下對(duì)卵母細(xì)胞的基因表達(dá)起著重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用,當(dāng)ROS與未拆除顆粒細(xì)胞的卵母細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí),僅出現(xiàn)一定程度的卵母細(xì)胞成熟率降低,并無(wú)核的損傷表現(xiàn),而當(dāng)ROS與拆除顆粒細(xì)胞的裸卵共培養(yǎng)時(shí),卵母細(xì)胞DNA碎片及caspase-3活性顯著升高,發(fā)育能力大大降低。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn),未拆除顆粒細(xì)胞的卵子內(nèi)谷胱甘肽含量明顯高于拆除顆粒細(xì)胞后裸卵中的表達(dá)量,這表明顆粒細(xì)胞是ROS作用于卵母細(xì)胞的主要屏障,可防止卵泡液中過(guò)多的ROS對(duì)卵母細(xì)胞的毒性作用,其機(jī)制可能與影響卵母細(xì)胞內(nèi)鈣離子的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)、干擾鈣離子的動(dòng)態(tài)平衡以及引起卵母細(xì)胞減數(shù)分裂停滯和降解有關(guān)。因此,卵泡液ROS的表達(dá)在卵泡過(guò)程中具有雙重影響,一方面ROS可誘導(dǎo)卵泡膜血管的重新構(gòu)建,豐富卵泡的血液供應(yīng),促進(jìn)卵泡的發(fā)育;同時(shí)高濃度ROS也會(huì)通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,對(duì)卵子的成熟和后續(xù)的發(fā)育潛能帶來(lái)不利影響。
5、一氧化氮(nitricoxide,NO)
射線照射到生物上,將發(fā)生復(fù)雜變化,大致分為4個(gè)階段,即物理階段、物理-化學(xué)階段、化學(xué)階段和生物學(xué)階段。繪制動(dòng)作按鈕,用鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕一步步展示生物學(xué)變化過(guò)程,當(dāng)射線照射到機(jī)體上,機(jī)體發(fā)生電離、激發(fā),化學(xué)鍵斷裂、產(chǎn)生自由基等。通過(guò)動(dòng)作按鈕,可依次展示效應(yīng)過(guò)程,加深學(xué)生印象,從而更好地理解生物學(xué)效應(yīng)發(fā)生過(guò)程。
1.2放射性測(cè)量?jī)x器
講解氣體電離探測(cè)器和半導(dǎo)體探測(cè)器時(shí),可應(yīng)用動(dòng)畫顯示這一過(guò)程:射線照射到物體上,物體受激電離,產(chǎn)生出正負(fù)離子對(duì),在電場(chǎng)的作用下,離子到達(dá)電極,電路由斷變通,通過(guò)電流邊指針擺動(dòng)變化反應(yīng)射線的強(qiáng)度,形象地展示了這兩種放射性測(cè)量?jī)x器的工作原理。
1.3閃爍型探測(cè)儀
閃爍型探測(cè)儀是講解的重點(diǎn),用不同顏色的圖示、文字闡述各類部件,如閃爍體、光導(dǎo)、光點(diǎn)倍增管、放大器、后續(xù)電子線路等。通過(guò)箭頭圖標(biāo),展示射線一步步的變化,從射線能變?yōu)楣饽?,再變?yōu)殡娔埽贋閮x器捕捉,放大、分析、甄別。1.6常用測(cè)量?jī)x器簡(jiǎn)介應(yīng)用于體外放射分析常用的測(cè)量?jī)x器很多,可將一些國(guó)產(chǎn)的射線探測(cè)儀的實(shí)物圖片展示給學(xué)生,如γ放射免疫計(jì)數(shù)儀、液體閃爍計(jì)數(shù)儀,同時(shí)配以文字說(shuō)明,分別介紹各類儀器的基本性能、適用特點(diǎn),并對(duì)比各類儀器的優(yōu)、缺點(diǎn)。
1.4放射性碘標(biāo)記化合物
該章節(jié)需要介紹氯胺T法、乳過(guò)氧化物酶法等標(biāo)記法,采用圖標(biāo)化學(xué)反應(yīng)方程式展示碘標(biāo)記到蛋白質(zhì)上的過(guò)程,配以彩色文字說(shuō)明,把艱深晦澀、難以理解的反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單明了地表示出來(lái),提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。同時(shí),用醒目的標(biāo)志,提示標(biāo)記時(shí)的注意事項(xiàng),避免放射性污染。
1.5放射自顯影
使用彩色文字介紹各類感光材料,如原子核乳膠、氚片、X線片等。用動(dòng)畫流程講解自顯影的過(guò)程,如曝光、顯影、停影、定影等流程。用彩色截圖展示各類自顯影標(biāo)本,如宏觀自顯影、光鏡自顯影和電鏡自顯影。
2多媒體技術(shù)應(yīng)用于檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)
2.1突出了專業(yè)特點(diǎn)
檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)和實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)交叉的邊緣學(xué)科,涉及核物理、放射化學(xué)、電子學(xué)、檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)等,內(nèi)容抽象、知識(shí)龐雜、理論深?yuàn)W、重點(diǎn)難點(diǎn)多,僅僅采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段(如掛圖、板書、幻燈片等),難以滿足現(xiàn)代檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)教學(xué)的需要。采用多媒體技術(shù),將圖、文、聲、動(dòng)畫等視聽內(nèi)容生動(dòng)逼真地融于教學(xué)之中,創(chuàng)造一個(gè)理性認(rèn)識(shí)與感性認(rèn)識(shí)相結(jié)合的平臺(tái),把多學(xué)科知識(shí)串聯(lián)起來(lái),利用圖像講解抽象深?yuàn)W的知識(shí),可以成功解決檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)的教學(xué)難題。
2.2突出重點(diǎn)、難點(diǎn),優(yōu)化教學(xué)效果
檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)中,有一些專業(yè)特有概念,如契倫科夫輻射、康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)、俄歇電子等都是重點(diǎn)、難點(diǎn),由于醫(yī)學(xué)生缺乏足夠的理工科知識(shí),即便教師費(fèi)力地講解,學(xué)生依然如聽天書。而應(yīng)用多媒體技術(shù)后,能很好地揭示原子內(nèi)外的奧秘,展示各種核反應(yīng)時(shí)原子的變化過(guò)程,給學(xué)生以三維、立體的概念,取得事半功倍的效果。譬如,過(guò)去采用傳統(tǒng)方法講解契倫科夫輻射和俄歇電子,授課結(jié)束后,仍有近1/3的學(xué)生表示未理解。現(xiàn)在應(yīng)用多媒體技術(shù)后,90%以上的學(xué)生表示理解了。通過(guò)多媒體技術(shù),將檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)非常深?yuàn)W抽象的理論知識(shí)具體化、形象化,便于學(xué)生理解掌握,突出了教學(xué)重點(diǎn),優(yōu)化了教學(xué)效果。
2.3有助于及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容
現(xiàn)代檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)發(fā)展迅猛,新知識(shí)、新內(nèi)容層出不窮,需要適時(shí)介紹給學(xué)生。多媒體技術(shù)具有信息量大的特點(diǎn),可極大地豐富教學(xué)內(nèi)容,通過(guò)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源,能及時(shí)快速地更新、補(bǔ)充檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)知識(shí),充分滿足學(xué)生的求知欲。現(xiàn)在涌現(xiàn)出的并得到廣泛使用的新技術(shù),如化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)、穩(wěn)定同位素分析等,都可在第一時(shí)間介紹給學(xué)生。
2.4促進(jìn)教師提高綜合素質(zhì)
應(yīng)用多媒體技術(shù)后,不僅要求教師牢固掌握檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),而且也要求教師熟悉多媒體教學(xué)手段,制作優(yōu)質(zhì)的多媒體課件。這就需要教師熟悉電腦技術(shù)、軟件操作,具有一定的美工技能、藝術(shù)水平。通過(guò)多媒體教學(xué)提高了教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)[2]。
3問(wèn)卷調(diào)查實(shí)施
多媒體教學(xué)后,大多數(shù)學(xué)生反映良好,為了系統(tǒng)科學(xué)地評(píng)價(jià)多媒體教學(xué)效果,筆者進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。發(fā)放問(wèn)卷244份,收回241分,回收率98.77%。問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果見表1。調(diào)查結(jié)果顯示,絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)多媒體教學(xué)評(píng)價(jià)很高,希望今后繼續(xù)使用;大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為多媒體教學(xué)能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,增加知識(shí)量、教學(xué)內(nèi)容;但對(duì)突出重點(diǎn)、難點(diǎn)及針對(duì)性、啟發(fā)性還有所欠缺。說(shuō)明多媒體技術(shù)應(yīng)用于檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)教學(xué)中取得了良好效果,發(fā)揮了重要作用,為學(xué)生所接受。
4多媒體教學(xué)存在的弊端
4.1課件質(zhì)量有待提高
課件制作水平影響著教學(xué)效果,優(yōu)質(zhì)的課件是上好一堂課的必要條件,所以課件質(zhì)量直接影響教學(xué)質(zhì)量[3]?,F(xiàn)代大多數(shù)課件以PowerPoint為主,需要準(zhǔn)備優(yōu)質(zhì)的腳本和素材,搭好框架,明確層次結(jié)構(gòu)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù),把文字、圖像、聲音、動(dòng)畫有機(jī)結(jié)合起來(lái),注意人機(jī)互動(dòng)以及幻燈片的連貫性。目前有些教師制作的課件過(guò)于簡(jiǎn)單,文字多、圖片少,內(nèi)容單一,僅僅是板書的“電子化”,導(dǎo)致課件質(zhì)量不高,無(wú)法充分施展多媒體技術(shù)所帶來(lái)的表現(xiàn)形式和豐富內(nèi)容。同時(shí),也有一些教師制作的課件過(guò)度追求形式花哨,增添了過(guò)多的視頻、圖片、聲音等,導(dǎo)致喧賓奪主,使學(xué)生僅注意到花哨的動(dòng)畫和圖像,而忽略了應(yīng)學(xué)習(xí)的知識(shí),反而影響了教學(xué)效果[4]。
4.2多媒體教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合不夠
多媒體技術(shù)僅僅是教學(xué)的輔助手段,只起到強(qiáng)化教學(xué)效果的作用,而學(xué)生才是教學(xué)的主體,教師起主導(dǎo)作用。在多媒體教學(xué)過(guò)程中,往往出現(xiàn)課堂跟著課件走的現(xiàn)象,教師成了放映員,全部精力集中在課件上,成了操作員、解說(shuō)員,無(wú)暇顧及學(xué)生,缺乏師生互動(dòng),降低了教師的主導(dǎo)性。學(xué)生思路也為課件所左右,難以調(diào)動(dòng)其主動(dòng)性。這樣依據(jù)課件照本宣科的教學(xué)模式,完全偏離了初衷,又走向了“填鴨式”的老路,失去多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。教師授課時(shí),將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,應(yīng)把握課堂節(jié)奏,調(diào)動(dòng)課堂氣氛,隨時(shí)觀察學(xué)生的狀況、表情、語(yǔ)言等信息,做到有張有弛。一堂優(yōu)質(zhì)課是一個(gè)師生互動(dòng)過(guò)程,師生之間不僅有知識(shí)交流,還要有情感交流。
4.3過(guò)多依賴課件,忽視基本功
相較傳統(tǒng)教學(xué)手段,多媒體是新技術(shù),但新技術(shù)必須根植于傳統(tǒng)教學(xué)手段上。如過(guò)多強(qiáng)調(diào)多媒體的應(yīng)用,忽視教師教學(xué)基本功,缺乏生動(dòng)、形象的講解,教學(xué)將枯燥乏味。因此,在開展多媒體教學(xué)的同時(shí),教師必須練好教學(xué)基本功,練好板書、講解的藝術(shù),學(xué)會(huì)處理各種緊急情況,在不同環(huán)境中能正常教學(xué)[5]。
2、AP-PCR的技術(shù)方法和優(yōu)缺點(diǎn)
2.1模板DNA提取和質(zhì)量檢測(cè)
模板DNA提取的方法有很多,應(yīng)根據(jù)組織的不同和試驗(yàn)需要確定,但其基本的原理相同,都是通過(guò)酶或有機(jī)試劑裂解組織使核酸游離出來(lái),然后通過(guò)有機(jī)溶劑或吸附柱純化后提取。核酸的濃度和質(zhì)量可通過(guò)UV分光光度計(jì)讀取D260nm與D280nm的比值和1%瓊脂糖凝膠電泳等檢測(cè)來(lái)確定(Mohini等,2011)。目前已有很多商品化的核酸提取試劑盒可供選擇,使用方便并可得到較高質(zhì)量的模板(DNA或cDNA)。
2.2隨機(jī)引物的選擇
隨機(jī)引物長(zhǎng)度通常為10個(gè)堿基,GC的含量為60%~80%的寡聚核苷酸鏈,隨機(jī)引物不僅核苷酸的排列順序是隨機(jī)的,而且所有引物的序列無(wú)直接相關(guān)性(韋莉萍,2001)。理論上,如果1條隨機(jī)引物反應(yīng)可產(chǎn)生x個(gè)獨(dú)立的條帶,那么a條隨機(jī)引物同時(shí)參與反應(yīng)就可得到xa2個(gè)條帶,但多條引物同時(shí)參與反應(yīng)會(huì)相應(yīng)的增加結(jié)果的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性(Nandani等,2014)。隨機(jī)引物雖然可用于所有物種,但并不是所有的隨機(jī)引物擴(kuò)增出來(lái)的結(jié)果都有意義,想要得到較為理想的結(jié)果仍需根據(jù)研究對(duì)象和研究目的進(jìn)行引物的篩選和反應(yīng)條件的優(yōu)化,一般來(lái)說(shuō)選擇能產(chǎn)生中等復(fù)雜度的圖譜的引物(Nandani等,2014)。
2.3AP-PCR擴(kuò)增條件
AP-PCR也包括變性、退火、延伸的經(jīng)典PCR過(guò)程。變性過(guò)程在94℃進(jìn)行,一般來(lái)說(shuō)預(yù)變性3~5min;退火溫度在35~38℃,也可根據(jù)引物Tm值來(lái)確定,一般退火溫度比引物Tm值低3~5℃;延伸溫度在72℃,在此溫度下Taq酶的合成效率約為2000bp/min(Kumari等,2013)。AP-PCR的試驗(yàn)條件、模板的質(zhì)量和濃度及反應(yīng)體系中Mg2+的濃度等都可能對(duì)擴(kuò)增的結(jié)果產(chǎn)生影響,想要得到較為理想的試驗(yàn)結(jié)果,反應(yīng)體系的優(yōu)化和試驗(yàn)操作的標(biāo)準(zhǔn)化是非常重要的(Mohini等,2011;Kumari等,2013;Babu等,2014)。
2.4AP-PCR的優(yōu)點(diǎn)
AP-PCR延續(xù)了PCR的效率高、靈敏度高、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又兼有自身的優(yōu)點(diǎn):①不同種類的生物樣品即可使用通用的隨機(jī)引物進(jìn)行基因分析(Welsh等,1991);②可在對(duì)研究對(duì)象不了解的情況下進(jìn)行基因多態(tài)性分析,從而對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行遺傳分析和分類研究(Williams等,1990;Welsh等,1991);③對(duì)于研究對(duì)象DNA樣品量有限的情況也適用(Nandani等,2014);④隨機(jī)引物易獲得,試驗(yàn)成本低,技術(shù)容易掌握,除此之外,可對(duì)AP-PCR產(chǎn)生的基因條帶進(jìn)行純化和克隆,以便進(jìn)一步分析(Ge等,2014)。
2.5AP-PCR的局限性
AP-PCR雖然具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但目前仍處于應(yīng)用的探索階段,其本身仍有局限性:①AP-PCR技術(shù)通常是對(duì)顯性基因標(biāo)記進(jìn)行分析,這就意味著不能將純合子與雜合子區(qū)別開(Babu等,2014);②由于無(wú)明確的目的序列,如果發(fā)生擴(kuò)增條帶的缺失就無(wú)法得知是什么原因?qū)е碌?,不利于?duì)擴(kuò)增結(jié)果的分析(Kumari等,2013);③AP-PCR的結(jié)果分析需要專業(yè)的帶譜分析知識(shí),否則很難從結(jié)果中得到有意義的信息;④AP-PCR結(jié)果的重復(fù)性問(wèn)題一直是限制其廣泛應(yīng)用的主要原因,由于其結(jié)果受DNA模板的質(zhì)量、反應(yīng)體系成分和反應(yīng)條件的變化等因素的影響,其擴(kuò)增產(chǎn)物的穩(wěn)定性難以控制(Mohini等,2011);⑤AP-PCR結(jié)果通過(guò)凝膠電泳來(lái)觀察,但遷移率相同的譜帶的核苷酸同源型不明等情形易造成干擾,有時(shí)電泳遷移率相同的片段并非同源,這就給結(jié)果分析帶來(lái)很多不確定性(Nandani等,2014)。
3、AP-PCR技術(shù)研究進(jìn)展
3.1AP-PCR技術(shù)自身的優(yōu)化
近年來(lái),不斷有研究者對(duì)AP-PCR技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,使其更具可操作性、實(shí)用性和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。劉剛等(2004)對(duì)AP-PCR進(jìn)行了優(yōu)化,建立了多重隨機(jī)引物PCR(M-RAPD)技術(shù),M-RAPD通過(guò)使用3條組合的隨機(jī)引物在較高的退火溫度下對(duì)肺炎鏈球菌、糞腸球菌和大腸埃希菌耐藥菌株等的染色體DNA進(jìn)行擴(kuò)增獲得了穩(wěn)定的種株特異性的DNA指紋圖,其所提供的基因信息要遠(yuǎn)多于傳統(tǒng)的RAPD技術(shù)。Xiong等(2012)對(duì)AP-PCR進(jìn)行了反應(yīng)程序優(yōu)化和隨機(jī)引物中G/(G+C)不同比例研究,結(jié)果表明,反應(yīng)程序中從退火步驟到延伸步驟的時(shí)間延長(zhǎng),溫度變化由3℃/s下降到0.3℃/s時(shí),PCR產(chǎn)物條帶明顯增加,這可能是由于延長(zhǎng)溫度變化的時(shí)間可提高引物與模板結(jié)合的穩(wěn)定性(Fu等,2000),在比較了隨機(jī)引物中G/(G+C)不同比例的PCR產(chǎn)物后發(fā)現(xiàn),當(dāng)G/(G+C)比例在0.7時(shí)PCR產(chǎn)物的條帶最多,也更適用于進(jìn)行AP-PCR反應(yīng),因此反應(yīng)程序的溫度變化和隨機(jī)引物中G/(G+C)的比例可能也是影響AP-PCR結(jié)果的重要因素。Zou等(2003)報(bào)道了利用兩步AP-PCR方法在微量DNA樣品中擴(kuò)增未知序列DNA并進(jìn)行克隆。第1步PCR利用29個(gè)核苷酸序列的引物進(jìn)行擴(kuò)增,Ran5-29(5′-GTTCTACACGAGTCACTGCA-GNNNNNNNTGGC-3′),這一隨機(jī)引物包括21個(gè)已知核苷酸序列部分,7個(gè)隨機(jī)核苷酸序列和1個(gè)3′端TGGC的卡子結(jié)構(gòu),在隨機(jī)序列前6個(gè)核苷酸序列構(gòu)成了1個(gè)PstⅠ位點(diǎn),其中3′端卡子結(jié)構(gòu)在退火時(shí)可與含有GCCA位點(diǎn)結(jié)合,保證了隨機(jī)序列可與GCCA上游的序列匹配,3′端TGGC的卡子結(jié)構(gòu)可使引物與模板的匹配數(shù)增加7~11個(gè)核苷酸,PstⅠ位點(diǎn)決定PCR產(chǎn)物的長(zhǎng)度,并保留1個(gè)黏性末端,保證了克隆的順利進(jìn)行。第2步PCR使用可與Ran5-29相匹配的19個(gè)核苷酸的Fix5-29(5′-GTTCTACACGAGTCACTGC-3′)作為引物,獲得的產(chǎn)物進(jìn)行純化、克隆分析。結(jié)果表明這種策略可檢測(cè)臨床樣本DNA的最小量在1pg,克隆靈敏度達(dá)到100fg目的DNA模板。這種方法較普通AP-PCR靈敏度更高,適用于樣本量極少的臨床樣品檢測(cè)。Clem等(2007)在對(duì)比了AP-PCR方法的不同擴(kuò)增策略,在此基礎(chǔ)上建立一種快速有效的檢測(cè)不明病原的多重隨機(jī)RT-PCR方法。在對(duì)血液樣本進(jìn)行過(guò)濾后加入了DNase和RNase消化,利用宿主基因?qū)Nase和RNase敏感而衣殼保護(hù)的病毒對(duì)其不敏感的特點(diǎn),去除宿主自身基因的污染。其利用單一十聚核苷酸為引物,引物序列為(V8A2)5′-VVVVVVVVAA-3′,V=A、G或C,3′2個(gè)A提供了一個(gè)“l(fā)ock”結(jié)構(gòu),引物中不含有胸腺嘧啶脫氧核苷酸(T)可避免發(fā)生引物二聚體,但這一結(jié)構(gòu)不可避免的會(huì)影響引物與模板的結(jié)合。試驗(yàn)結(jié)果一旦監(jiān)測(cè)到病毒的擴(kuò)增產(chǎn)物即可通過(guò)鳥槍法克隆測(cè)序鑒定。這一方法對(duì)病毒的出現(xiàn)或重組進(jìn)行快速監(jiān)測(cè)和鑒定有很強(qiáng)的實(shí)用性,其檢測(cè)靈敏度達(dá)到1000克?。痬L,應(yīng)用這一技術(shù)成功從血液樣品中檢測(cè)并獲得了3種獨(dú)立病毒的部分序列。
3.2以AP-PCR為基礎(chǔ)衍生的分子生物學(xué)技術(shù)
隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,單一的AP-PCR技術(shù)已不能滿足研究的需要,因此為了克服AP-PCR的一些缺點(diǎn)在其基礎(chǔ)上衍生出包括非序列依賴單引物PCR(SISPA)、簡(jiǎn)并核苷酸引物PCR(DOP-PCR)、DNA擴(kuò)增指紋印記(DAF)、微衛(wèi)星引物PCR(MP-PCR)等分子生物學(xué)技術(shù)。SISPA方法最早是由Reyes等(1991)建立起來(lái)的,其以AP-PCR為基礎(chǔ),非對(duì)稱的單一引物與DNA模板的鈍末端直接連接,隨后經(jīng)過(guò)若干循環(huán)的變性、退火和延伸后,模板的數(shù)量得到擴(kuò)增,后經(jīng)克隆、測(cè)序、分析得到基因序列。Breitbart等(2005)在SISPA的基礎(chǔ)上建立了DNase-SISPA聯(lián)用的方法,增加了樣品過(guò)濾和DNA酶消化等步驟,成功的從人的血液臨床樣品中發(fā)現(xiàn)了新的病毒基因。Djikeng等(2008)在已有研究基礎(chǔ)上進(jìn)行了新的改進(jìn),在樣品的處理中加入RNase酶以清除外源RNA的污染如核糖體RNAs。針對(duì)有polyA尾的病毒,在反轉(zhuǎn)錄過(guò)程中加入六聚核苷酸隨機(jī)引物5′端加入一段病毒特異性引物序列,形成結(jié)合引物(FR26RV-N:5′-GCCGGAGCTCTGCAGATATC-NNNNNN-3′),同時(shí)加入連接polyT的引物(FR40RV-T:5′-GCCGGAGCTCTGCAGATATC-TTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3′)以增加對(duì)病毒基因3′端的覆蓋率。這種在六聚體隨機(jī)引物連接一保守序列即病毒特異性引物,可增加對(duì)病毒基因5′的捕獲,從而使SISPA的成功率大大提高。DOP-PCR技術(shù)是在AP-PCR基礎(chǔ)上建立起來(lái),其引物(DOP-ORI-Xho)由22個(gè)核苷酸組成,3′和5′端的特異核苷酸序列和中間的6個(gè)核苷酸構(gòu)成的隨機(jī)引物組成(Telenius等,1992)。由于隨機(jī)引物的簡(jiǎn)并性,每個(gè)反應(yīng)包含著數(shù)以千對(duì)的引物。DOP-PCR的反應(yīng)程序包含2個(gè)不同的部分,前5個(gè)循環(huán)引物的3′端至少有12個(gè)連續(xù)的核苷酸與模板DNA相結(jié)合,對(duì)引物和模板的匹配度要求不高,在隨后的30~40個(gè)循環(huán)里,擴(kuò)增錯(cuò)配的幾率會(huì)逐漸降低。初始反應(yīng)產(chǎn)物將成為模板,用相同的引物進(jìn)行擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物通過(guò)克隆測(cè)序即可獲得基因序列(韓燾等,2013)。Csaba等(2002)打破了DOP-PCR只用同一種引物的傳統(tǒng),嘗試了5條新的可用于反應(yīng)的引物,使反應(yīng)時(shí)間由原來(lái)的7~8h縮短為2h,縮短了變性過(guò)程的時(shí)間,在取得理想結(jié)果的同時(shí),減少了擴(kuò)增酶的用量,提高了DOP-PCR的效率和實(shí)用性。DAF是一種改進(jìn)的AP-PCR分析技術(shù),與AP-PCR技術(shù)不同的是,DAF使用的引物濃度更高,長(zhǎng)度更短(約5~8個(gè)堿基),在PCR反應(yīng)上只包含2個(gè)溫度的循環(huán),省去了延伸的步驟,使用聚丙烯酰胺凝膠電泳,通過(guò)銀染方法觀察結(jié)果。DAF通常會(huì)產(chǎn)生非常復(fù)雜的帶型,因此它所提供的譜帶信息也比AP-PCR大得多(Caetano-Anolles等,1993)。Al-h(huán)ag等(2007)應(yīng)用DAF鑒定8株細(xì)胞系,研究結(jié)果表明,DAF可產(chǎn)生穩(wěn)定的可供區(qū)分的PCR譜帶。Ehsan等(2011)應(yīng)用DAF技術(shù)對(duì)分離到的25株牛隱孢子蟲進(jìn)行亞型的鑒定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)分離的25個(gè)蟲株分屬于為3個(gè)不同的亞型。MP-PCR是以AP-PCR為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記技術(shù)。Ma等(1996)發(fā)現(xiàn)真核生物基因組中存在短串聯(lián)重復(fù)序列,又稱微衛(wèi)星DNA或簡(jiǎn)單重復(fù)序列(simplesequencerepeats,SSR)。真核生物基因組中SSR的分布是隨機(jī)的,大約每隔10~50kb就有1個(gè)SSR。SSR位點(diǎn)最常見是雙核苷酸重復(fù),即(CA)n和(TG)n,每個(gè)微衛(wèi)星DNA的核心序列結(jié)構(gòu)相同,重復(fù)單位數(shù)目10~60個(gè)。MP-PCR的引物是與SSR位點(diǎn)互補(bǔ)的二聚或三聚核苷酸重復(fù)序列,如其引物序列可是(TA)10或(CGA)6,擴(kuò)增的是SSR之間不同長(zhǎng)度的DNA序列,將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳,根據(jù)分離片段的大小決定基因型并計(jì)算等位基因頻率(Dawson等,2013)。MP-PCR克服了AP-PCR引物的不確定性,增加了PCR產(chǎn)物譜帶的穩(wěn)定性和針對(duì)性,該技術(shù)也已廣泛應(yīng)用于物種分子標(biāo)記、基因圖譜繪制和基因差異性分析等方面(Tian等,2014;Ding等,2014;Wei等,2014)。
3.3AP-PCR與其他分子生物學(xué)技術(shù)的聯(lián)用
擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)技術(shù)是將基因組DNA先用限制性內(nèi)切酶切割,然后將雙鏈接頭連接到DN段的末端,接頭序列和相鄰的限制性位點(diǎn)序列,作為引物結(jié)合位點(diǎn)(Rikalainen,2013)。針對(duì)AP-PCR結(jié)果譜帶核苷酸同源性無(wú)法確定的缺點(diǎn),Tan等(2011)將AP-PCR與AFLP進(jìn)行聯(lián)用,利用2種方法各自的優(yōu)勢(shì),在對(duì)可能含有未知病原的臨床樣品進(jìn)行檢測(cè),以實(shí)驗(yàn)室確診的登革1型病毒為陽(yáng)性對(duì)照,首先用AP-PCR對(duì)有限的樣品基因進(jìn)行隨機(jī)擴(kuò)增,然后使用AFLP技術(shù)對(duì)進(jìn)行擴(kuò)增從而得到樣品穩(wěn)定的DNA多態(tài)性標(biāo)記。此方法克服了AP-PCR的同源性不明問(wèn)題,同時(shí)比單獨(dú)使用的AFLP方法進(jìn)行檢測(cè)的靈敏度提高100倍,在臨床樣品的檢測(cè)中有很大的實(shí)用價(jià)值。高通量的測(cè)序技術(shù)也被稱為下一代的測(cè)序技術(shù),其與AP-PCR技術(shù)的配合使用,讓AP-PCR有了更廣闊的應(yīng)用前景。Hang等(2012)首先使用錨定隨機(jī)引物P17N8(5′-GTTTCCCAGTAGGTCT-CNNNNNNNN-3′)進(jìn)行RNA反轉(zhuǎn)錄,在通過(guò)錨定隨機(jī)引物P17N8和P21(5′-CGCCGTTTCCCAG-TAGGTCTC-3′)同時(shí)進(jìn)行AP-PCR擴(kuò)增,再通過(guò)高通量的測(cè)序技術(shù)對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序,對(duì)得到的基因序列進(jìn)行拼接處理,從而得到了奧羅普切病毒和卡拉帕魯病毒L片段完整基因序列。vanderHeij-den等(2012)利用序列非依賴性病毒基因片段擴(kuò)增方法與Roche-454測(cè)序技術(shù)聯(lián)用,成功的從患急性肝炎病犬的肝臟組織檢測(cè)出犬Ⅰ型腺病毒基因,研究結(jié)果表明AP-PCR技術(shù)和下一代的測(cè)序技術(shù)聯(lián)合使用的方法在獲得病毒完整基因序列和檢測(cè)病原等方面的實(shí)用性。
4、AP-PCR技術(shù)在動(dòng)物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
4.1在傳染病流行病學(xué)和病原遺傳學(xué)分類中的應(yīng)用AP-PCR由于其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在獸醫(yī)傳染病學(xué)和病原遺傳學(xué)分類中已得到廣泛應(yīng)用。Leh-marn等(1992)用此技術(shù)對(duì)念珠菌屬的分離菌進(jìn)行分析,試驗(yàn)結(jié)果表明,同一菌種的不同菌型間呈現(xiàn)出DNA長(zhǎng)度的多態(tài)性;此帶型圖在同一菌種的不同菌型間,其相似程度遠(yuǎn)大于不同種的菌株,這也說(shuō)明每種菌的隨機(jī)引物PCR帶型極具特征性。Louie等(1996)用2種引物檢查15株李斯特單核菌相關(guān)流行分離株和36株不相關(guān)流行分離株。經(jīng)擴(kuò)增后的帶型分析,將其分為9個(gè)型,每個(gè)型中又分有不同的亞型。Zadoks等(2000)在牛乳樣品中分離到23株金黃色葡萄球菌,經(jīng)AP-PCR鑒定1~8株屬于Ⅰ型菌,9~20株屬于Ⅱ型菌,其余3株分別屬于Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型菌。Butler等(2001)應(yīng)用該技術(shù)對(duì)3次牛霉形體暴發(fā)流行菌株進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果表明,發(fā)生在其中2個(gè)養(yǎng)牛場(chǎng)的流行病原菌具有一致的指紋圖,引而具有相同的感染來(lái)源,而在另一牛場(chǎng)分離的菌株間則顯示了指紋圖譜的顯著異型性,說(shuō)明它們具有多個(gè)感染來(lái)源。王雪敏等(2011)利用多組隨機(jī)引物對(duì)副雞禽桿菌10個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)株、血清C型疫苗株和4個(gè)國(guó)內(nèi)分離株進(jìn)行AP-PCR擴(kuò)增,結(jié)果顯示,所有菌株可分為11個(gè)譜型,聚為4類。劃分的11個(gè)譜型可和現(xiàn)有分型方法中的不同亞型一一對(duì)應(yīng),提示這種方法可區(qū)分不同血清亞型。AP-PCR作為寄生蟲遺傳學(xué)分類鑒定的方法已得到廣泛應(yīng)用,克服了傳統(tǒng)分類方法難以解決的問(wèn)題。Macph-eson等(1993)應(yīng)用AP-PCR技術(shù)區(qū)分來(lái)自不同宿主的7種艾美爾球蟲,結(jié)果表明選擇合適的引物可對(duì)7種球蟲進(jìn)行鑒別。張偉信等(2003)應(yīng)用該技術(shù)對(duì)雞柔嫩艾美耳球蟲不同地理株的多態(tài)性研究,結(jié)果表明不同地理株間及同一地理株親代與子代間均存在DNA多態(tài)性差異,其中不同地理株間種內(nèi)變異程度較大,同一地理株子代與親代間也發(fā)生遺傳變異,但變異程度較小。
4.2在病原差異基因分析中的應(yīng)用
AP-PCR技術(shù)進(jìn)行RNA指紋圖譜分析不僅能鑒定基因的表達(dá)差異,而且能顯示低水平表達(dá)的基因差異。Nicho-las(2000)應(yīng)用此方法鑒定了絲裂霉素C誘導(dǎo)下鼠傷寒沙門氏菌SOS調(diào)控基因表達(dá)的差異,結(jié)果表明,絲裂霉素C誘導(dǎo)后21條基因譜帶出現(xiàn)表達(dá)水平的上調(diào),其中20個(gè)基因片段對(duì)應(yīng)的是可辨識(shí)的基因序列,15個(gè)基因序列與數(shù)據(jù)庫(kù)中基因序列無(wú)同源性,被確定為新的表達(dá)序列,6個(gè)基因片段與SOS基因編碼的調(diào)控蛋白有關(guān)。Diana等(2005)應(yīng)用AP-PCR技術(shù)對(duì)芐硝唑作用下克氏錐蟲基因表達(dá)差異多態(tài)性的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)芐硝唑敏感和對(duì)芐硝唑抵抗種群之間系統(tǒng)指紋圖譜存在一定的差異,其中可能存在克氏錐蟲對(duì)芐硝唑擁有抗性的表達(dá)機(jī)制,雖然抗性種群在芐硝唑作用下系統(tǒng)指紋圖譜沒(méi)有明顯的變化,但敏感種群間的系統(tǒng)指紋圖譜卻有著明顯的變化。AP-PCR技術(shù)為鑒定基因差異提供了一種快速有效的方法。
4.3在未知病原檢測(cè)中的應(yīng)用
病原微生物引起的動(dòng)物疫病呈現(xiàn)出復(fù)雜性和非典型性等特征,普通的臨床診斷方法很難確定病原的種類,這種情況下使用傳統(tǒng)PCR方法檢測(cè)臨床樣品的效率不高,而且存在漏檢可能。AP-PCR技術(shù)提供了一個(gè)更為全面、快速和靈活的檢測(cè)方法,對(duì)病原微生物進(jìn)行全基因組的檢測(cè)(姚四新等,2010)。Djikeng等(2008)使用DNase-SISPA技術(shù)在牛的血清中分離到牛鼻病毒基因。Clem等(2007)利用改進(jìn)的AP-PCR方法,從血液樣品中檢測(cè)并獲得了3種獨(dú)立病毒的部分序列,即腺病毒17、卡薩奇病毒A7和呼吸道合包體病毒B。周斌等(2004)在研究鴨病毒性肝炎病毒時(shí),發(fā)現(xiàn)其種毒可能受到污染,隨后挑選4條隨機(jī)引物對(duì)其進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄PCR擴(kuò)增,共擴(kuò)增出3條基因片段??寺y(cè)序的結(jié)果表明,與禽腺病毒(雞胚致死孤兒病毒)基因組部分序列同源性分別高達(dá)99.5%、99.6%和99.5%,從而確定了鴨病毒性肝炎病毒雞胚尿囊液種毒受到禽腺病毒的污染。黃欣梅等(2011)采用DNase-SISPA對(duì)導(dǎo)致鴨、鵝產(chǎn)蛋下降的病原基因進(jìn)行擴(kuò)增,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了1對(duì)特異性引物成功的擴(kuò)增出新型鵝黃病毒JS804毒株基因。
2太赫茲在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用
太赫茲的上述特性使其在生物醫(yī)學(xué)工程的各個(gè)方面有著誘人的應(yīng)用前景。其應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:太赫茲生化檢測(cè)、太赫茲醫(yī)學(xué)成像診斷、太赫茲組織檢測(cè)、太赫茲治療以及太赫茲醫(yī)學(xué)通信。
2.1太赫茲生化檢測(cè)
利用太赫茲波對(duì)生物分子的靈敏度和特異性,將太赫茲技術(shù)用于研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能信息,可在分子層面上為疾病的診斷和治療提供理論依據(jù)。太赫茲生化檢測(cè)主要是對(duì)化學(xué)及生物大分子的檢測(cè),太赫茲波能夠用來(lái)研究如范德華力或者分子間氫鍵作用力等生物分子間相鄰分子的弱作用力。太赫茲波對(duì)脫氧核糖核酸(DeoxyribonucleicAcid,DNA)構(gòu)形和構(gòu)象的變化非常敏感,也可以通過(guò)太赫茲光譜進(jìn)行基因分析或無(wú)標(biāo)記探測(cè)。許多學(xué)者都開展了這方面的研究。Grant等于1978年研究了太赫茲與氨基酸溶液的相互作用,通過(guò)分析證實(shí)了這種作用是介于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)模式之間的一種作用。Kutteruf等用太赫茲光譜技術(shù)對(duì)固態(tài)短鏈肽序列進(jìn)行了研究,研究表明在1~15THz光譜范圍內(nèi)包含了體系的很多光譜和結(jié)構(gòu)信息,如分子固相結(jié)構(gòu)和與序列相關(guān)的分子信息等。Arora等采用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù),在水相中對(duì)通過(guò)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)得到的DNA樣品進(jìn)行了無(wú)標(biāo)記定量檢測(cè)。Brucherseifer等通過(guò)時(shí)間分辨太赫茲技術(shù)證明了復(fù)數(shù)折射率取決于DNA的結(jié)合狀態(tài)。太赫茲生化檢測(cè)方面的研究尚處于起步階段,還有待加強(qiáng),尤其是對(duì)不同生物大分子的太赫茲光譜特性建立相應(yīng)的特征譜庫(kù)是一項(xiàng)龐大而艱辛的工作,需要生化領(lǐng)域的學(xué)者加強(qiáng)相關(guān)的研究工作。
2.2太赫茲醫(yī)學(xué)成像診斷
太赫茲成像技術(shù)是太赫茲科學(xué)與技術(shù)中最具發(fā)展前景的方向之一。太赫茲成像作為一種新穎的成像方式在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用近年來(lái)備受青睞。太赫茲波在醫(yī)學(xué)研究中具有獨(dú)特的優(yōu)越性:對(duì)細(xì)胞間質(zhì)水有很高的敏感性;對(duì)人體無(wú)害;空間分辨率高,可達(dá)幾十微米,能夠很清晰的看到一些病變組織的病灶,結(jié)合一些微結(jié)構(gòu)器件可以得到高品質(zhì)的圖像。太赫茲成像的原理是將太赫茲波透過(guò)成像樣本后,其包含了樣品的復(fù)介電常數(shù)的空間分布信息強(qiáng)度和相位信息,將這些信息保存下來(lái)并進(jìn)行分析處理就可以得到樣品的圖像。從1995年Hu和Nuss首次提出逐點(diǎn)掃描式太赫茲時(shí)域光譜成像技術(shù)以來(lái),一系列新的太赫茲成像技術(shù)相繼被提出,如太赫茲實(shí)時(shí)成像、太赫茲層析成像和太赫茲分子成像等。2002年Woodward等首先使用了太赫茲脈沖成像技術(shù)對(duì)基底細(xì)胞癌開展了體內(nèi)與體外的研究,利用不同組織對(duì)太赫茲波的吸收特性不同來(lái)區(qū)分健康組織和癌變組織。2007年Enatsu等利用THz-TDS系統(tǒng)對(duì)石蠟封裝的肝癌樣品開展了研究,在1.5THz頻率處選擇折射率和吸收系數(shù)進(jìn)行成像,得出癌變組織的密度小于健康組織,對(duì)太赫茲的折射率和吸收系數(shù)較小的結(jié)論。2008年Taylor等在直接檢測(cè)的基礎(chǔ)上使用反射脈沖太赫茲波成像系統(tǒng)對(duì)豬皮膚燒傷樣本成像,得到了高分辨率的圖像。2011年MiuraY等利用透射式成像技術(shù),證明了在3.6THz頻率處對(duì)肝癌組織成像對(duì)比度較為顯著。目前太赫茲射線圖像分析的關(guān)鍵在于提高分析速度,提高太赫茲射線系統(tǒng)的性能(如低成本和便攜性),加強(qiáng)相關(guān)圖像及信號(hào)處理技術(shù)如小波變換技術(shù)的研究。此外,隨著THz3-D(三維)立體成像技術(shù)的發(fā)展,在不久的將來(lái)在醫(yī)療中利用TCT(THz層析成像)替代現(xiàn)在的XCT(X射線層析成像)將成為可能。
2.3太赫茲組織檢測(cè)
太赫茲波的光子能量較低,是X射線光子能量的1%,此能量值低于各種化學(xué)鍵的鍵能。在太赫茲輻射下,被檢物質(zhì)不會(huì)因電離而破壞,因此非常適用于針對(duì)人體或其他生物樣品的活體檢查。另外,水對(duì)太赫茲輻射有極強(qiáng)的吸收,所以該輻射不會(huì)穿透人體的皮膚,對(duì)人體是非常安全的。Bennett等將反射式太赫茲成像和光譜技術(shù)應(yīng)用到眼科研究中,研究發(fā)現(xiàn)太赫茲反射率與角膜含水量近似成正比,反射率隨頻率的增大而單調(diào)遞減。Png等使用太赫茲光譜鑒別正常和患病的腦組織樣本。Sim等采用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)對(duì)人牙齒的琺瑯質(zhì)和牙本質(zhì)的特性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)樣本對(duì)太赫茲的吸收率高于干燥樣本,研究為硬組織臨床應(yīng)用提供了重要信息。Wallace等對(duì)基底細(xì)胞癌18例體外樣本和5例活體樣本進(jìn)行了太赫茲脈沖成像,研究表明,癌變組織與正常組織的太赫茲譜圖性質(zhì)間存在差異。對(duì)于太赫茲組織檢測(cè),首先要加強(qiáng)對(duì)于病理組織和正常生理組織的太赫茲光譜和太赫茲圖像的特征識(shí)別的研究;其次要深入研究不同組織不同水分含量對(duì)太赫茲波的吸收作用;此外,還要探索太赫茲活體組織檢測(cè)技術(shù)。
2.4太赫茲治療
太赫茲雖然光子能量很低,但作為一種電磁輻射,仍具有輻射效應(yīng),可以為疾病治療提供理論依據(jù)。2002年Hadjiloucas等研究了酵母細(xì)胞在太赫茲輻射下的生長(zhǎng)率問(wèn)題,輻射參數(shù)為0.2~0.35THz和5.8mW/cm2,輻射時(shí)間30~150min不等,實(shí)驗(yàn)表明太赫茲輻射能夠促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng),并且呈現(xiàn)出了一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。2005年,Ostrovskiy等預(yù)測(cè)太赫茲輻射可能會(huì)加快燒傷修復(fù),為證實(shí)假設(shè),他們分別對(duì)表面燒傷和深度燒傷的病人進(jìn)行太赫茲輻射,輻射參數(shù)為0.15THz和0.03mW/cm2,每天進(jìn)行7~10次治療,每次15min,結(jié)果表明太赫茲輻射能夠加速外皮形成,縮短了皮膚的修復(fù)時(shí)間。2008年Kirichuck等首次對(duì)活體大鼠展開太赫茲生物效應(yīng)的研究,他們認(rèn)為太赫茲輻射能夠引起血小板的功能活動(dòng),并且與性別有關(guān)。Androvov和Kirichuk等采集了健康人和患有心絞痛的病人的全血,一組進(jìn)行太赫茲輻射,另一組作為參照組,輻射參數(shù)為0.24THz和1mW/cm2,輻射持續(xù)時(shí)間為15min,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為太赫茲輻射組血黏度下降,紅細(xì)胞變形能力增加。2010年,Gerald等對(duì)人類皮膚的成纖維細(xì)胞展開了研究,他們將樣品置于溫度可控的箱體中,用2.52THz的氣體激光器進(jìn)行時(shí)間不等的照射,并用傳統(tǒng)的MTT法檢測(cè)照射后細(xì)胞活性,研究表明2.52THz的輻射對(duì)哺乳動(dòng)物的細(xì)胞熱效應(yīng)顯著,因此可以用太赫茲熱效應(yīng)預(yù)測(cè)傳統(tǒng)的熱損傷模型。目前,用于涉及太赫茲治療的研究實(shí)驗(yàn)多為動(dòng)物實(shí)驗(yàn),相關(guān)的臨床試驗(yàn)還很有限,距離現(xiàn)實(shí)可用的臨床治療設(shè)備還有很長(zhǎng)的路要走。
2.5太赫茲醫(yī)學(xué)通信
隨著醫(yī)院信息系統(tǒng)的不斷完善,醫(yī)學(xué)診斷數(shù)據(jù)的豐富,病歷信息數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷增大,醫(yī)生在診斷病人病情的時(shí)候不但要根據(jù)現(xiàn)有的檢測(cè)診斷數(shù)據(jù),還要參考病人的以往病歷,而現(xiàn)有的信息交互方式已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足這龐大的醫(yī)學(xué)信息數(shù)據(jù)的傳輸。太赫茲技術(shù)的出現(xiàn),恰好可以解決這方面的困境。太赫茲通訊技術(shù)與微波通信相比太赫茲通訊的優(yōu)勢(shì)在于具有傳輸?shù)娜萘看?,頻段比微波通信高出l至4個(gè)數(shù)量級(jí),可提供高達(dá)10GB/s的無(wú)線傳輸速率;波束更窄,方向性更好;具有更好的保密性及抗干擾能力;由于太赫茲波波長(zhǎng)相對(duì)更短,在完成同樣功能的情況下,天線的尺寸可以做得更小,其他的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也可以做得更加簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。太赫茲通訊技術(shù)與光通信相比其優(yōu)勢(shì)在于光子能量低,大概是光子能量的1/40,能量效率更高;具有很好的穿透沙塵、煙霧的能力,可以在更加惡略的環(huán)境下保證通信的可靠性。這對(duì)于極端環(huán)境下的醫(yī)療通信如戰(zhàn)地醫(yī)院、邊遠(yuǎn)山區(qū)醫(yī)療救助等條件下的通信具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此,發(fā)展太赫茲通訊技術(shù)對(duì)于醫(yī)院信息化建設(shè)乃至遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展都將是一個(gè)極大的助力。目前,太赫茲通信在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用尚無(wú)相關(guān)報(bào)道,主要是因?yàn)樘掌澩ㄐ偶夹g(shù)本身尚處于初級(jí)階段,但是相關(guān)的試驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)有所發(fā)展。2004年,KleineOT等首次采用室溫半導(dǎo)體太赫茲調(diào)制器通過(guò)太赫茲通信信道發(fā)送聲音信號(hào),用經(jīng)改進(jìn)的常規(guī)太赫茲時(shí)域光譜裝置,在75MHz寬帶的太赫茲脈沖序列上傳送25kHz的信號(hào)。同年,LiuTA等利用光導(dǎo)開關(guān),實(shí)現(xiàn)了模擬音頻信號(hào)通信實(shí)驗(yàn)。2004年,日本NTT公司的T.Nagatsuma等搭建了120GHz的亞太赫茲無(wú)線通信系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了10Gb/s的數(shù)據(jù)率。2005年,Mueller等描述了采用太赫茲波源和Schottky肖特基二極管調(diào)制器和探測(cè)器的寬帶寬通信數(shù)據(jù)鏈路。2008年,Braun-schweig太赫茲通信實(shí)驗(yàn)室在0.3THz頻率上成功實(shí)現(xiàn)6MHz帶寬模擬彩基帶信號(hào)的傳輸,實(shí)驗(yàn)距離超過(guò)22m。太赫茲通信技術(shù)發(fā)展的研究趨勢(shì)在于以下幾個(gè)方面:一是繼續(xù)研究高功率的太赫茲源;二是加強(qiáng)太赫茲波傳輸性能的研究;三是要研究合適太赫茲信道傳輸?shù)恼{(diào)制技術(shù)和調(diào)制器件;最后還要進(jìn)一步優(yōu)化高靈敏的太赫茲探測(cè)技術(shù)。此外,還要開展太赫茲通信技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用的前瞻性研究,為將來(lái)能夠成熟應(yīng)用打下基礎(chǔ)。