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生物技術(shù)論文范文第1篇

根據(jù)我國農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的現(xiàn)有基礎(chǔ)以及對動物生物技術(shù)的實(shí)際需求，國家應(yīng)該集中各種力量，著重對生物技術(shù)開展基礎(chǔ)性的研究，加大技術(shù)的投資力度，對一些利潤高的技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行重點(diǎn)投資，根據(jù)我國農(nóng)業(yè)動物生物技術(shù)的現(xiàn)有基礎(chǔ)和社會發(fā)展變化的主要形勢，預(yù)計(jì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將在以下幾個(gè)領(lǐng)域取得長足發(fā)展。

1.分子生物學(xué)技術(shù)

由于農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖日益呈現(xiàn)出規(guī)模化與集約化較高的特征，再加上人們對短期經(jīng)濟(jì)效益的集中追求，所以我國傳統(tǒng)的畜禽品種資源將會遭遇越來越嚴(yán)重的破壞，其群體數(shù)量將日益降低，品種資源的破壞形勢會日益加深，根據(jù)這種現(xiàn)實(shí)情況，未來農(nóng)業(yè)動物生物技術(shù)將在以下分子生物領(lǐng)域進(jìn)行發(fā)展：對我國固定的優(yōu)良品種或基因進(jìn)行挖掘與定位；為畜禽的遺傳多樣性進(jìn)行保護(hù)的分子監(jiān)測技術(shù)；我國固有畜禽品種的起源與進(jìn)化的比較基因組學(xué)研究；保存動物遺傳資源的生物技術(shù)研究。

2.分子育種技術(shù)

我國農(nóng)業(yè)中的畜禽育種工作經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展，逐漸由追求數(shù)量轉(zhuǎn)向追求質(zhì)量，育種方法也逐漸由數(shù)量遺傳法轉(zhuǎn)向分子育種與常規(guī)育種相結(jié)合的方法，所以分子育種技術(shù)的改進(jìn)將是未來階段我國農(nóng)業(yè)動物生物技術(shù)的一個(gè)主攻方向，分子育種技術(shù)的研究將集中在標(biāo)記輔助育種技術(shù)、數(shù)量性狀主基因的檢測和定位技術(shù)、動物功能和抗病基因的診斷技術(shù)以及試劑盒的研究，通過這些方面的技術(shù)研究提高動物產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其最大效益。

3.分子診斷技術(shù)

畜禽疫病是對我國畜牧業(yè)生產(chǎn)以及產(chǎn)品安全造成主要影響的關(guān)鍵因素，畜禽疾病的危害嚴(yán)重、流行面廣，潛在危險(xiǎn)性較大，一旦發(fā)生就會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，利用免疫學(xué)、現(xiàn)代分子生物學(xué)以及病毒學(xué)的相關(guān)技術(shù)，對我國畜禽的重要疫病進(jìn)行分子生物學(xué)研究是是農(nóng)業(yè)動物生物技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一，主要包括：重要畜禽疫病的分子診斷、監(jiān)測、重要畜禽疫病病原的大分子結(jié)構(gòu)與功能研究以及試劑盒的研發(fā)。

4.轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)轉(zhuǎn)基因動物是一種將胚胎工程與分子生物學(xué)有機(jī)結(jié)合而研究出來的一種基因工程動物，這種技術(shù)是克隆技術(shù)的突破性進(jìn)展，影響動物發(fā)育過程中的基因表達(dá)，能夠促進(jìn)遺傳學(xué)與發(fā)育生物學(xué)以及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，是加快動物育種進(jìn)程、提高育種效率，為瀕危動物提供生存方式的有效方法。

二、結(jié)語

生物技術(shù)論文范文第2篇

由于篇幅限制，本文下面著重介紹聚合物納米藥物。迄今為止，用于納米藥物輸送的載體主要是聚合物［12］。因?yàn)榫酆衔镏饕幸韵聝?yōu)點(diǎn)：分子量大，由于EPR效應(yīng)，作為載體能使藥物在病灶部位停留較長時(shí)間，延長療效?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)聚合物物理化學(xué)性能和自身降解而達(dá)到緩釋或控釋藥物的目的。易功能化，可把一些具有靶向作用或控釋功能的組分鍵合在聚合物粒子表面?？烧{(diào)控的生物降解性，避免藥物釋放后聚合物載體材料在人體器官聚積，產(chǎn)生毒副作用。（1）聚合物鍵合藥物。聚合物鍵合藥物又稱為聚合物前藥，它們的生物活性取決于鍵合的小分子藥物是否能夠在病變區(qū)被及時(shí)釋放出來。傳統(tǒng)的小分子化療藥物在給藥過程中遇到許多問題，如在水中溶解性和穩(wěn)定性較差、體內(nèi)迅速清除、毒副作用大等。聚合物鍵合藥物采用化學(xué)橋聯(lián)穩(wěn)定藥物分子，將小分子藥物以可降解的化學(xué)鍵鍵合到聚合物骨架上，可以有效避免納米顆粒在體內(nèi)循環(huán)過程中不必要的藥物泄露，而通過不同的化學(xué)鍵的選擇，特別是那些對病變局部環(huán)境敏感的化學(xué)鍵，比如pH和酶敏感化學(xué)鍵，可以實(shí)現(xiàn)在腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞內(nèi)的可控釋放，這使得其相對于通過物理相互作用包載型的納米藥物更加具有優(yōu)勢。常見的聚合物骨架包括聚乙二醇（PEG）、聚谷氨酸（PGA）、聚N-（2-羥丙基）甲基丙烯酰胺（HPMA）。Duncan等研發(fā)了一系列HPMA抗腫瘤鍵合藥物，目前正在進(jìn)行臨床I、II期研究?；熕幬锸且訥ly-Phe-Leu-Gly鍵合到聚合物骨架上。通過細(xì)胞內(nèi)溶酶體的酶解作用，鍵合的抗腫瘤藥物可以被有效地釋放出來，達(dá)到了細(xì)胞內(nèi)給藥的要求［13］。再比如將galactose鍵合到聚合物骨架上可以有效地增加這些納米藥物的肝靶向性［14］。（2）聚合物-蛋白質(zhì)結(jié)合體：聚乙二醇和多糖經(jīng)常用于制備蛋白質(zhì)高分子共價(jià)結(jié)合體。獲FDA批準(zhǔn)可在臨床上使用的聚合物-蛋白質(zhì)結(jié)合體大多數(shù)是由聚乙二醇制備的（PEGylation）。PEGylation可增加蛋白質(zhì)的水溶性和穩(wěn)定性，又可降低其相應(yīng)的免疫原和抗原性，從而延長藥物在體內(nèi)的循環(huán)半衰期［15，16］。如羅氏公司生產(chǎn)的PEGasys（PeginterferonAlfa-2a）可以使干擾素在血清中的半衰期提高50-70倍［17］。高分子蛋白質(zhì)結(jié)合體的制備方法有：帶有功能基團(tuán)的高分子鏈與蛋白質(zhì)活性部位直接連接；將與蛋白質(zhì)具有特異結(jié)合作用的分子首先與高分子以共價(jià)鍵結(jié)合，而后實(shí)現(xiàn)高分子與蛋白質(zhì)的特異性結(jié)合。目前關(guān)注的熱點(diǎn)之一是對于具有治療作用的蛋白質(zhì)和催化功能的酶等生物特異性蛋白質(zhì)，與高分子結(jié)合后如何保持其生物功能的問題。（3）RNA納米顆粒：在藥物開發(fā)史上，化學(xué)藥物和蛋白質(zhì)藥物已出現(xiàn)，RNA藥物或以RNA為目標(biāo)的藥物將是藥物開發(fā)的第三個(gè)里程碑。RNA是由腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）構(gòu)成的一種核糖核酸高分子.與Watson-Crick的DNA堿基配對（A-T，G-C）的雙螺旋鏈的結(jié)構(gòu)不同，RNA的二級結(jié)構(gòu)里經(jīng)常出現(xiàn)一些非傳統(tǒng)的堿基配對如環(huán)環(huán)相互作用。通過底端向上的“自組裝”技術(shù)，包括模板法和非模板法，RNA分子可以構(gòu)建種類繁多的和具有生物功能的納米結(jié)構(gòu)。RNA納米治療劑的獨(dú)特之處在于，其支架、配體和治療劑都是由RNA組成，由于其均勻的納米級尺寸、良好的生物相容性、低毒性和目標(biāo)特異性，使其有利于在活的機(jī)體內(nèi)應(yīng)用而不會在正常器官內(nèi)積累［18］，為癌癥的治療提供了參考意見。郭培宣等人于1986年構(gòu)建phi29DNA組裝馬達(dá)，是至今所能構(gòu)建最強(qiáng)大的生物馬達(dá)。1987年郭等人［19，20］報(bào)道了phi29噬菌體中由pRNA（packagingribonucleicacid，簡稱pRNA）驅(qū)動的納米馬達(dá)。該納米馬達(dá)的功能是包裹DNA并將DNA運(yùn)送到病毒衣殼中，ATP為這種RNA馬達(dá)提供能量。隨后，郭的研究團(tuán)隊(duì)證明pRNA分子可以經(jīng)過改造構(gòu)建成二聚體、三聚體和六聚體的納米顆粒，從而開創(chuàng)了RNA納米技術(shù)［21，22］。利用此技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一系列多功能RNA納米治療劑，可用于靶向治療腫瘤，且不會損傷正常組織。例如［23-26］，利用重新改變結(jié)構(gòu)的RN段攜帶多達(dá)4個(gè)治療和診斷模塊構(gòu)建出了超穩(wěn)定的X形RNA納米顆粒。這些RNA納米顆粒可納入沉默基因的小干擾RNA，調(diào)控基因表達(dá)的micro-RNA，靶向癌細(xì)胞的核酸適體，或是能夠催化化學(xué)反應(yīng)的核酶［27］。（4）固體聚合物納米粒子。其制備方法包括單體聚合成聚合物納米粒子和聚合物后分散自組裝形成固體納米粒子。常見聚合物載體有聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸、聚（乳酸-乙醇酸），以及天然大分子如殼聚糖和白蛋白等。藥物通過物理吸附或化學(xué)鍵合方法引入載體。Abraxane是第一個(gè)獲FDA批準(zhǔn)的聚合納米粒子藥物，用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治療，由白蛋白納米粒子和鍵合的paclitaxel組成，尺寸約130nm［28］。聚合納米粒子作為藥物載體除需具備生物相容性和生物降解性之外，單分散性要好。將納米粒子表面接枝PEG可有效增強(qiáng)分散性和在體內(nèi)的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，研發(fā)多功能納米粒子以便提高靶向性也是當(dāng)今研究的一個(gè)熱點(diǎn)。（5）聚合物納米膠束。常見小分子表面活性劑形成的膠束穩(wěn)定性較差，不適于藥物運(yùn)輸。而聚合物納米膠束，具有載藥量高、載藥范圍廣、穩(wěn)定性好，體內(nèi)滯留時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)［29，30］。常用于難溶性藥物、大分子藥物及基因治療藥物的載體，還可實(shí)現(xiàn)靶向給藥，具有廣泛的應(yīng)用前景。聚合物納米膠束通常是由具有親水部分和疏水部分的兩親嵌段共聚物在水中自組裝形成的納米級大小的核-殼型膠束，尺寸大約20-100nm。其中親水部分多由PEG組成，疏水部分多由聚乳酸、聚環(huán)氧丙烷、聚氨基酸組成。目前至少有6種聚合物納米膠束抗腫瘤藥物進(jìn)行臨床研究。納米藥物是具有巨大發(fā)展前景的新型藥物，其在醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展必將引起疾病診斷和治療的革命。目前，納米醫(yī)藥技術(shù)的基礎(chǔ)理論及納米藥物的制備工藝等還很不完善?；A(chǔ)理論方面，人們對納米藥物在體內(nèi)的行為，包括組織分布、藥代動力學(xué)和藥效，以及它們與載體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能之間的相互關(guān)系，都缺乏深入和系統(tǒng)的研究；從制備工藝來講，制備工藝要求操作方便、成本低、易于工業(yè)化放大生產(chǎn)，產(chǎn)品性能要穩(wěn)定。因此，納米技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域中的研究還需做大量的工作。其未來發(fā)展方向是增強(qiáng)載藥量、提高靶向作用及控釋能力、降低超敏反應(yīng)［31］。

2納米生物醫(yī)用材料

納米生物醫(yī)用材料是納米材料與生物醫(yī)用材料的交叉，在人類康復(fù)工程中發(fā)揮重要作用。納米生物醫(yī)用材料將解決臨床對傷口敷料、人造皮膚、人造血管和組織工程支架、高性能組織修復(fù)、器官替換的迫切需求［32-34］，而且已顯示出巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。材料支架在組織工程中起著重要作用［35］。模仿天然的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)而制成的納米纖維生物可降解材料已開始應(yīng)用于組織工程的修復(fù)和再生。由于軟骨再生能力有限，軟骨組織工程領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義，特別是在治療老齡化社會日益流行的大關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎方面［36］。嵇偉平等采用塑性變形和化學(xué)處理方法在Ti6A14V合金上制得一種新型多孔納米晶體，通過體外實(shí)驗(yàn)研究了成骨細(xì)胞在納米Ti6A14V合金表面的黏附情況。結(jié)果表明，與普通鈦合金相比，納米表面鈦合金早期就能使成骨細(xì)胞偽足伸展良好，促進(jìn)成骨細(xì)胞緊密貼壁和早期融合，與細(xì)胞黏附相關(guān)的Integrinβ1的表達(dá)也高于普通鈦合金，為將納米技術(shù)應(yīng)用到人工關(guān)節(jié)等植入器械領(lǐng)域提供了新的方向［37］。還可以將納米骨材料［38］植入體內(nèi)填充各類型的骨缺損，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可生長出很多新生的骨細(xì)胞，所有填的納米骨材料，最后會降解消失，骨缺損部能完全被新生骨取代。目前醫(yī)用納米羥基磷灰石/聚酰胺66復(fù)合骨充填材料已投入市場，對骨缺損的恢復(fù)具有較好的作用。納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合，為醫(yī)學(xué)界提供了全新的思路，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已取得一定成果。但目前大多數(shù)研究還處于動物實(shí)驗(yàn)階段，仍需大量臨床試驗(yàn)予以證實(shí)，納米材料應(yīng)用的生物安全性也有待進(jìn)一步提高。這就要求生物醫(yī)學(xué)研究者與納米材料的研究人員合作需進(jìn)一步加強(qiáng)，制造出更先進(jìn)的生物醫(yī)用納米材料。

3納米診斷學(xué)

納米診斷學(xué)是納米生物技術(shù)在分子診斷中的應(yīng)用，對于發(fā)展個(gè)性化治療具有重要意義。目前納米生物技術(shù)在臨床診斷方面的研究主要集中在納米生物傳感器［39，40］和成像技術(shù)［41，42］、使用制造納米機(jī)器人在細(xì)胞水平上進(jìn)行維修，生物標(biāo)志物的提取及測定等［43，44］領(lǐng)域，以疾病的早期診斷和提高療效為目標(biāo)。

3.1體外生物分子檢測

超靈敏的生物分子檢測方法可以服務(wù)于臨床診斷［45，46］。由于待測分子含量很少，因此，對方法的檢測靈敏度有很高要求。納米材料特有的性質(zhì)可以極大地提高分子檢測的靈敏度和簡便性［47，48］，人們研究了各種各樣的超微量生物分子檢測的信號放大方法［49，50］。丁良等［51］利用納米晶體中陽離子交換反應(yīng)釋放的陽離子來誘導(dǎo)熒光染料，用于痕量生物分子的檢測，取得良好效果。實(shí)驗(yàn)表明基于ZnS納米簇的陽離子交換放大器的檢測性能優(yōu)于酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA），檢測限低1000倍。標(biāo)志著利用便攜式床旁檢測設(shè)備檢測生物標(biāo)記物成為可能。

3.2體內(nèi)診斷

3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后腫瘤的輪廓很容易與周圍組織區(qū)別開來，這種復(fù)雜的探針可以實(shí)現(xiàn)體內(nèi)疾病的早期診斷，大大有助于癌癥或癌轉(zhuǎn)移的早期發(fā)現(xiàn)［52］。另外開發(fā)體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)參與腦化學(xué)的監(jiān)測是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作，有助于進(jìn)一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等［53］報(bào)道了一種新型的封裝有金納米顆粒的玻璃毛細(xì)管來感應(yīng)大腦多巴胺，結(jié)果表明，全氟磺酸改進(jìn)Au/GCNE可成功用于監(jiān)測麻醉大鼠紋狀體的多巴胺。Kempen等用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡定位、觀察金納米粒子聚集的腦腫瘤模型，發(fā)現(xiàn)納米顆粒僅在含有腦腫瘤細(xì)胞的區(qū)域內(nèi)聚集，在正常腦組織周圍沒有發(fā)現(xiàn)［54］。3.2.2量子點(diǎn)（半導(dǎo)體納米晶體）量子點(diǎn)是以CdSe為核、CdS或ZnS為殼的核-殼型納米體，具有優(yōu)良的光譜性能。水溶性的量子點(diǎn)在生物化學(xué)等研究領(lǐng)域顯示了極其廣闊的應(yīng)用前景。它的細(xì)胞毒性低，可用于活細(xì)胞及體內(nèi)非同位素標(biāo)記的生物分子的超靈敏檢測。李朝輝等［55］利用反相微乳液技術(shù)，以CdTe量子點(diǎn)為核，SiO2為殼，一步制備了表面帶有氨基和磷酸基團(tuán)的核殼型量子點(diǎn)熒光納米顆粒.該顆粒水溶性好，大小均勻，有效改善了CdTe量子點(diǎn)的不穩(wěn)定性，成功實(shí)現(xiàn)了對肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的識別。由于量子點(diǎn)技術(shù)有其獨(dú)特的標(biāo)記特點(diǎn)，它必將成為今后生物分子檢測的尖端技術(shù)，為DNA檢測（DNA芯片）、蛋白質(zhì)檢測（蛋白質(zhì)芯片）和探索蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間（抗原-抗體、配體-受體、酶-底物）反應(yīng)原理提供更先進(jìn)的方法。同時(shí)也將極大推動生物顯像技術(shù)和生物制藥技術(shù)的迅猛發(fā)展，給疾病的診斷和治療帶來巨大進(jìn)步。3.2.3納米磁性顆粒較大尺度的磁性納米顆粒呈現(xiàn)鐵磁性，在交變磁場的作用下可通過磁滯現(xiàn)象產(chǎn)熱，用于癌癥的靶向熱療［56］。而粒徑小于20nm的磁性納米顆粒通常顯現(xiàn)出超順磁性，可被廣泛應(yīng)用于臨床診斷領(lǐng)域。目前在臨床診斷方面較為成熟、發(fā)展較快的應(yīng)用主要包括：磁共振成像、生物分離、細(xì)胞篩選等。（1）磁共振成像（MRI）作為一項(xiàng)新的醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)，近年來發(fā)展十分迅速，所提供的特有信息對診斷疾病具有很大的潛在優(yōu)越性。利用超順磁性氧化鐵磁性納米顆粒在生物體組織內(nèi)的特異性分布，有助于提高該部位腫瘤與正常組織的MRI對比度，因而作為造影增強(qiáng)劑被應(yīng)用于MRI，進(jìn)行腫瘤及其他疾病的診斷［57］。（2）生物分離。因磁性納米顆粒具有易操控性、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)，使功能化的磁性納米顆粒的應(yīng)用具有很大的吸引力［58］。當(dāng)前磁分離的研究涉及生物領(lǐng)域的多個(gè)方面，如血液中金屬離子的去除，蛋白質(zhì)、核酸等的富集、固定化酶的回收與重復(fù)等［59］。Yan課題組［60］利用磁性氧化鐵粒子作為載體固定蛋白酶A，并利用其能夠與乙肝病毒表面抗原抗體發(fā)生特異性結(jié)合的性質(zhì)，達(dá)到測定乙肝病毒的目的。（3）細(xì)胞篩選。當(dāng)組織或血液中僅有微量癌細(xì)胞的時(shí)候，通過特定的技術(shù)就可以精確地檢測到，從而實(shí)現(xiàn)對疾病的早期診斷和治療，必將為病人獲得寶貴的治療時(shí)間，提高治愈率。所以細(xì)胞篩選具有重要的意義。免疫磁珠細(xì)胞篩選法可在幾分鐘內(nèi)從復(fù)雜的細(xì)胞混合物中分離出很高純度的細(xì)胞。Mousavi等［61］等開發(fā)了一種新型的與金納米條結(jié)合的微流控芯片，利用高效免疫磁珠法捕捉人血中極少量的細(xì)胞，可以達(dá)到簡單而有效的檢測高純度目標(biāo)細(xì)胞的目的?？梢灶A(yù)見，在未來，更加精確的細(xì)胞篩選技術(shù)將是一個(gè)非常熱門的研究方向［62］。雖然功能化的磁性納米材料已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，但如何設(shè)計(jì)更簡單的制備過程和更新穎的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用壽命，仍是研究者們探索的方向.3.2.4納米生物傳感器在癌癥研究領(lǐng)域，利用納米技術(shù)制成的傳感器可望使各種癌癥的早期診斷成為現(xiàn)實(shí)［63］。納米傳感器靈敏度很高，在進(jìn)行血液檢測時(shí)，當(dāng)傳感器中預(yù)置的某種癌細(xì)胞抗體遇到相應(yīng)的抗原時(shí)，傳感器中的電流會發(fā)生變化，通過這種電流變化可以判斷血液中癌細(xì)胞的種類和濃度。目前越來越多的風(fēng)險(xiǎn)投資正在涌入這一領(lǐng)域，但這一技術(shù)在實(shí)用中還有一些技術(shù)難題需要解決。今后可能會有多種納米傳感器集成在一起被置入人體，以用來早期檢測各種疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物學(xué)與納米技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它不同于半導(dǎo)體芯片，它是在很小的幾何尺度的表面積上，裝配一種或集成多種生物活性分子，僅用微量生理或生物采樣，即可同時(shí)檢測和研究不同的生物細(xì)胞、生物分子和DNA的特性，以及它們之間的相互作用，獲得生命微觀活動的規(guī)律。具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點(diǎn)，生物芯片技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技?；诩{米結(jié)構(gòu)陣列的蛋白質(zhì)芯片和微流控芯片技術(shù)在診斷學(xué)和生物傳感技術(shù)方面的應(yīng)用具有巨大的潛力［64］。Ali等［65］制備的基于氧化鎳納米棒的微流控生物芯片，采用電化學(xué)檢測法來測定人體血液中的總膽固醇濃度，線性范圍為1.5-10.3mmol/L，靈敏度高達(dá)0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技術(shù)可以快速分析大量的基因信息，從而使生物醫(yī)學(xué)工作者可以研究并收集基因表達(dá)和變異信息，還可用于監(jiān)測不同的人體細(xì)胞和組織基因表達(dá)，以檢測癌癥或其它疾病所對應(yīng)的基因的變化。3.2.6納米機(jī)器人納米技術(shù)與分子生物學(xué)的結(jié)合將開創(chuàng)分子仿生學(xué)新領(lǐng)域。“納米機(jī)器人”是根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型，設(shè)計(jì)制造可對納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”。以色列科學(xué)家研發(fā)出一種“膠囊相機(jī)”，將攝像頭內(nèi)置入比普通感冒藥稍大的膠囊內(nèi)，以大約每秒14張照片的頻率拍攝消化道內(nèi)的情況，并同時(shí)傳回外置的圖像接收器，可進(jìn)行人體消化道腫瘤監(jiān)測。還可將納米機(jī)器人注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行全身健康檢查，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物，用于動脈粥樣硬化的治療；可吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞；可將納米機(jī)器人以插入導(dǎo)管的方式引入到尿道或膽道里內(nèi)，直接到達(dá)結(jié)石所在的部位，并且直接把結(jié)石擊碎，進(jìn)行腎結(jié)石、膽結(jié)石的治療；還可進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作、作整容手術(shù)、從基因中除去有害的DNA，把正常的DNA安裝在基因中，這樣可以從根本上治愈遺傳缺陷或病毒，使機(jī)體正常運(yùn)行。未來發(fā)展趨勢是當(dāng)機(jī)器人醫(yī)生發(fā)現(xiàn)可疑病變組織后，立即能伸出“手”來取樣進(jìn)行活檢。納米機(jī)器人在體內(nèi)的生物傳感與智能配送生物活化劑有很大潛力［66］。

4納米材料和納米生物技術(shù)的安全性問題

隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，不可避免地導(dǎo)致含有納米顆粒的工業(yè)廢水的排放［67］，納米材料的潛在的免疫毒性機(jī)制所引起的不良反應(yīng)還沒有得到足夠的重視［68］。納米顆粒可直接穿透人體皮膚引發(fā)多種炎癥；可穿透細(xì)胞膜，將異物帶入細(xì)胞內(nèi)部，對人體腦組織、免疫與生殖系統(tǒng)等方面造成損害等。如二氧化鈦容易在飲用水中聚集，從而污染環(huán)境、影響健康。接觸二氧化鈦納米微粒后，人體肺部將可能出現(xiàn)炎癥。銀納米顆粒目前已被大量使用。研究表明，即使它在環(huán)境中的聚集量很低，也會對水中無脊椎動物造成傷害。碳納米管是工業(yè)和實(shí)驗(yàn)所需的材料，注射了碳納米管的老鼠會產(chǎn)生動脈粥狀化、線粒體脫氧核糖核酸損傷等反應(yīng)。當(dāng)攝入量較大時(shí)，對肌肉細(xì)胞也有毒性，會對人體健康有不利影響。但盡管納米生物技術(shù)的應(yīng)用有一定安全性的問題，它的應(yīng)用也會越來越廣泛，同時(shí)這也為納米技術(shù)將來的發(fā)展指明了方向——如何提高其安全性問題是研究的目標(biāo)之一。

5發(fā)展前景

生物技術(shù)論文范文第3篇

生物技術(shù)專業(yè)基本技能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練，目的在于提高學(xué)生科研素養(yǎng)和解決實(shí)際問題的能力，使畢業(yè)生與就業(yè)單位的科研、生產(chǎn)研發(fā)和管理達(dá)到“無縫接軌”，從而能夠在社會生產(chǎn)、管理和服務(wù)的第一線解決生物技術(shù)方面的實(shí)際問題。在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上，分別在第一、二、三、四學(xué)期設(shè)置4個(gè)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練項(xiàng)目：（1）植物生物學(xué)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練內(nèi)容包括光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)、規(guī)范操作，臨時(shí)切片制作、觀察與輪廓圖的繪制等，對接第一學(xué)期的專業(yè)核心課程“植物生物學(xué)”。（2）動物生物學(xué)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練內(nèi)容包括光蛔蟲或蚯蚓的橫切片觀察；鯽魚外形、鯉魚骨骼系統(tǒng)的觀察，內(nèi)部解剖與觀察；土壤動物的采集、保存及鑒定，等等，對接第二學(xué)期的專業(yè)核心課程“動物生物學(xué)”。（3）生物化學(xué)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，訓(xùn)練內(nèi)容包括分光光度法測蛋白質(zhì)含量、聚丙烯酰胺凝膠電泳電泳槽安裝、點(diǎn)樣及電泳及層析法分離鑒定氨基酸，等等，對接第三學(xué)期的專業(yè)核心課程“生物化學(xué)。（4）微生物學(xué)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，訓(xùn)練內(nèi)容包括（革蘭氏）染色法和油鏡的使用；酵母菌大小測定；平板菌落計(jì)數(shù)法等，對接第四學(xué)期的專業(yè)核心課程“微生物學(xué)”。每個(gè)項(xiàng)目都設(shè)置有相應(yīng)的考核要點(diǎn)，如項(xiàng)目Ⅰ的考核要點(diǎn)有：①光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)、規(guī)范化操作流程；②臨時(shí)切片的熟練制作、質(zhì)量好壞與規(guī)范化觀察；③合適染料的挑選與染色效果；④植物輪廓圖的繪制和結(jié)構(gòu)標(biāo)注等，項(xiàng)目Ⅱ的考核要點(diǎn)有：①觀察蛔蟲或蚯蚓的橫切片裝片，并按照所給的裝片判斷出該裝片是蛔蟲還是蚯蚓并給出理由；②解剖鯽魚并繪內(nèi)部解剖示意圖；③利用體式顯微鏡，根據(jù)所給檢索圖鑒定標(biāo)本等，要求學(xué)生必須通過此4個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練項(xiàng)目的考核，否則不能取得本專業(yè)學(xué)士學(xué)位。

在此基礎(chǔ)上，大三大四年級設(shè)置相應(yīng)的綜合實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目5項(xiàng)，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能的綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，包括生物技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)（內(nèi)容包括生物樣品的制備、含量測定、層析技術(shù)、電泳技術(shù)等）、發(fā)酵工程綜合實(shí)訓(xùn)（內(nèi)容包括菌種選育、發(fā)酵原料準(zhǔn)備、發(fā)酵工藝控制及產(chǎn)品分離技術(shù)等）、生物工藝實(shí)訓(xùn)（內(nèi)容包括抗生素生產(chǎn)工藝實(shí)訓(xùn)和啤酒生產(chǎn)工藝實(shí)訓(xùn)等）、酶工程實(shí)訓(xùn)（內(nèi)容包括淀粉酶發(fā)酵技術(shù)，生物制劑的生產(chǎn)工藝等）、職業(yè)技能培訓(xùn)（內(nèi)容包括<營養(yǎng)配餐員>、<食品檢驗(yàn)工>國家級職業(yè)技能證書考核培訓(xùn)等）。要求學(xué)生必須通過所要求的專業(yè)技能訓(xùn)練項(xiàng)目才可以參加后續(xù)的專業(yè)（畢業(yè)）實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等工作。通過專業(yè)技能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練，保證學(xué)生掌握本科生必須具備的現(xiàn)代生物技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐技能，顯著增強(qiáng)學(xué)生在食品生物技術(shù)與生物制藥技術(shù)兩個(gè)專業(yè)方向的專業(yè)技能，并具有一定的行業(yè)綜合技能，具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)能力，具有歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力以及撰寫論文、參與學(xué)術(shù)交流的能力，同時(shí)強(qiáng)化職業(yè)技能資格證書作用，將擁有相關(guān)職業(yè)資格證書算入學(xué)分，進(jìn)入學(xué)生的生物技術(shù)能力評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)學(xué)生多參加相關(guān)職業(yè)技能證書的培訓(xùn)和考證活動，提高學(xué)生適應(yīng)社會需要的能力。

二、轉(zhuǎn)變觀念，積極探索能力培養(yǎng)的新模式

1.改變教育觀念，在教與學(xué)中促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)。

教學(xué)改革的首要任務(wù)是教學(xué)形式的改進(jìn)。要改進(jìn)過去單純傳授知識、演繹知識的教學(xué)方式，在課堂教學(xué)中努力實(shí)踐、探索師生積極互動、共同發(fā)展的教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式的變革；研究教師在教學(xué)中的角色轉(zhuǎn)變；提倡啟發(fā)式、討論式等生動活潑的教學(xué)方法，創(chuàng)設(shè)寬松、民主、高效的課堂氛圍。探討培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)的策略；培養(yǎng)學(xué)生在新的教學(xué)理念下搜集與處理信息的能力，獲取新知識的能力，發(fā)現(xiàn)、分析、探索、解決問題的能力；交流與合作的能力等。尋求適合于、滿足于不同學(xué)生學(xué)習(xí)需要的，使每個(gè)學(xué)生都能得到充分發(fā)展的教育教學(xué)途徑，開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維和實(shí)際操作能力。其實(shí)關(guān)于能力培養(yǎng)，我們還必須對生物教學(xué)中的存在的大量技能、技巧性的知識加以挖掘與開發(fā)。上世紀(jì)50年代英國哲學(xué)家邁克爾•波蘭尼（MichaelPolanyi）研究人類知識的形式，提出人類知識有兩種：一種類型的知識是通常以書面文字、圖表和數(shù)學(xué)公式加以表述的；另一種知識是我們知道但難以言述的知識，包括那些非正式的、難以表達(dá)的技能、技巧、經(jīng)驗(yàn)和訣竅等。前者稱為顯性知識，后者稱為隱性知識。顯性知識是能夠被人類以一定符碼系統(tǒng)（最典型的是語言，也包括數(shù)學(xué)公式、各類圖表、盲文、手勢語、旗語等諸種符號形式）加以完整表述的知識。隱性知識和顯性知識相對，是指那種不能通過語言、文字、圖表或符號明確表述，很難進(jìn)行明確表述與邏輯說明，它是人類非語言智力活動的成果。這是隱性知識最本質(zhì)的特性。隱性知識是存在于個(gè)人頭腦中的，它的主要載體是個(gè)人，它不能通過正規(guī)的形式（例如，學(xué)校教育、大眾媒體等形式）進(jìn)行傳遞，因?yàn)殡[性知識的擁有者和使用者都很難清晰表達(dá)。但是隱性知識并不是不能傳遞的，只不過它的傳遞方式特殊一些，例如通過“師傳徒授”的方式進(jìn)行（波蘭尼《個(gè)人知識》，貴州人民出版社2000年11月出版）。生物教學(xué)中的能力培養(yǎng)，實(shí)際上確實(shí)存在著大量的隱形知識，生物技術(shù)是多門操作性很強(qiáng)的學(xué)科（生物技術(shù)領(lǐng)域包括發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)與酶工程、基因工程），它所涉及的多種技術(shù)（如熒光定量PCR、蛋白雙向電泳和分子雜交等）都有非常詳細(xì)的步驟，有的操作只需30秒、幾分鐘不等，幾十個(gè)步驟下來有的要耗時(shí)一周左右，而且整個(gè)過程的操作對象都不是肉眼所能分辨的，只有到了最后一步或者通過染色、或者借助儀器（凝膠成像儀、放射自顯影等）才能得出結(jié)果。即使是同樣的操作流程，不一樣的操作者完全有可能得到不一樣的試驗(yàn)結(jié)果甚至大相徑庭。從此方面來看，除了依靠課堂教學(xué)的知識傳遞以外，還需要更多的重復(fù)性、個(gè)體性的操作演練，這是我們長期教學(xué)實(shí)踐所忽視的一面。

2.改革教學(xué)評價(jià)機(jī)制，多形式提高學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)能力。

在高考指揮棒下，高校的教學(xué)評價(jià)也沿襲了用分?jǐn)?shù)評價(jià)學(xué)生一切學(xué)習(xí)狀況的慣性與惰性，目前高校最主要的人才評價(jià)機(jī)制是分?jǐn)?shù)標(biāo)注的學(xué)業(yè)成績，其他評價(jià)機(jī)制只能淪為輔助作用。如何改進(jìn)教學(xué)評價(jià)機(jī)制，對專業(yè)學(xué)習(xí)能力的提高具有重大意義。為科學(xué)評價(jià)教學(xué)質(zhì)量，需要確定科學(xué)的評價(jià)方法和建立科學(xué)的評價(jià)體系。為此，在專業(yè)素質(zhì)能力等少數(shù)知識性較強(qiáng)的課程中采用百分制的積分方式，而其他的技能與創(chuàng)新能力的課程則盡量采用其他的計(jì)分方式，如用國家職業(yè)技能證書（如營養(yǎng)師考核證書、食品檢驗(yàn)師考核證書等技能證書）代替課程成績，頂替學(xué)分，用研究成果（如、研究成果、科研項(xiàng)目等）取代實(shí)驗(yàn)課成績，盡量不用量化的分?jǐn)?shù)評價(jià)學(xué)生的生物技能。即使在普通生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)評價(jià)，也盡量注重對學(xué)生學(xué)習(xí)及研究過程和方法的引導(dǎo)，采取通過查閱有關(guān)資料或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能完成且無統(tǒng)一答案的作業(yè)等形式進(jìn)行評價(jià)?？荚嚪椒ǘ鄻踊绮扇￠_卷或半開卷、文獻(xiàn)綜述、專題論文、案例分析等形式，評分標(biāo)準(zhǔn)則側(cè)重學(xué)生研究、解決問題的思路和方法，是否有獨(dú)立見解和創(chuàng)新，從而培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和自我發(fā)展的能力。

3.重視科研，著力培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的創(chuàng)新能力。

生物技術(shù)論文范文第4篇

構(gòu)建科學(xué)合理的醫(yī)藥院校生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式。首先必須調(diào)整和優(yōu)化生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，突出醫(yī)藥院校生物技術(shù)專業(yè)醫(yī)藥應(yīng)用型的特點(diǎn)。具體來說，在2013年新版培養(yǎng)方案中，我們優(yōu)化了課程設(shè)置體系，適當(dāng)減少了專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)時(shí)，同時(shí)強(qiáng)化和突出了專業(yè)課程和畢業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。根據(jù)我校的實(shí)際情況，我校生物技術(shù)專業(yè)的主干學(xué)科定位為生物學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)。公共基礎(chǔ)課由語言、法律、經(jīng)濟(jì)、管理等人文社科類課程和數(shù)、理、化、計(jì)算機(jī)等自然科學(xué)基礎(chǔ)課程組成。主要專業(yè)課程有人體解剖學(xué)、物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)、基因工程、酶工程、微生物工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、生物信息學(xué)等。在教材的選用上，原則上采用高等教育出版社、人民衛(wèi)生出版社等出版的最新教材。在專業(yè)課程的整合方面，使其相互銜接，盡量避免重復(fù)，使學(xué)生系統(tǒng)而深入地掌握專業(yè)知識，以適應(yīng)不同醫(yī)藥生物技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的需求。同時(shí)在一些條件較好的課程建設(shè)中，比如生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等課程中，我們也加強(qiáng)了雙語課程的教學(xué)和精品課程的建設(shè)。

二、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)體系

對生物技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型人才來說，具有較高的技術(shù)應(yīng)用能力非常重要。實(shí)驗(yàn)、見習(xí)和實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)體系是生物技術(shù)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要手段。針對我校的實(shí)際，圍繞生物技術(shù)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，我們構(gòu)建了分類設(shè)計(jì)、分層施教的選修與必修相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系。具體來說，桂林醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系分為如下幾方面：一是課程實(shí)驗(yàn)（見習(xí)）教學(xué)。課程實(shí)驗(yàn)（見習(xí)）教學(xué)安排在各門課程學(xué)習(xí)期間，通過實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和校外企業(yè)參觀，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，達(dá)到掌握實(shí)驗(yàn)技能的目的。為保障學(xué)生在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有更多的動手機(jī)會，強(qiáng)化實(shí)踐動手能力培養(yǎng)，在新的人才培養(yǎng)方案修訂中，我們適當(dāng)增加了各類課程的實(shí)驗(yàn)（見習(xí)）學(xué)時(shí)，加大了實(shí)踐課程的比例。必修課程中理論課與實(shí)踐課學(xué)時(shí)的比例：2010年培養(yǎng)方案中從1554∶755（2.1∶1）調(diào)整為2013年新版培養(yǎng)方案的1700∶1061（1.6∶1）。二是畢業(yè)實(shí)習(xí)，主要到生物、醫(yī)藥及生物制品研究機(jī)構(gòu)、高等院校、疾病預(yù)防控制中心等相關(guān)企業(yè)和部門進(jìn)行專題研究，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成畢業(yè)論文。三是第二課堂，在2013年新版培養(yǎng)方案中，我們增加了早期接觸專業(yè)、早期接觸科研和早期接觸社會實(shí)踐的“三早”實(shí)踐教學(xué)方案。此外，第二課堂也包括勞動教育、舉辦專業(yè)知識講座和演講等。四是其他實(shí)踐，包括入學(xué)教育、軍事訓(xùn)練、畢業(yè)教育及就業(yè)指導(dǎo)。

三、完善教學(xué)方法和手段

當(dāng)前，一些傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)應(yīng)用型生物技術(shù)專業(yè)人才的需要，不能滿足培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力的需要，也不能滿足學(xué)生創(chuàng)造力培養(yǎng)的需要。因此，我們特別強(qiáng)調(diào)重視學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，鼓勵(lì)新的教學(xué)方法和手段的嘗試，以充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象，因材施教，采用啟發(fā)式、討論式、現(xiàn)場教學(xué)等教學(xué)方法，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造更好的條件，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)造思維的能力。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在教學(xué)中，我們注重使用多媒體技術(shù)等先進(jìn)的教學(xué)手段，合理運(yùn)用因特網(wǎng)來進(jìn)行教學(xué)。同時(shí)加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源如教學(xué)課件的共享，提高教學(xué)水平。為保證生物技術(shù)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，我們還采取引進(jìn)、培養(yǎng)、聘請等途徑加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，尤其是加強(qiáng)具有醫(yī)藥生物技術(shù)領(lǐng)域企業(yè)工作經(jīng)歷的教師的培養(yǎng)和引進(jìn)。

四、改革課程成績評價(jià)體系

為滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，就必須深化生物技術(shù)專業(yè)考試制度改革，改革課程成績評價(jià)體系。我校生物技術(shù)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量評價(jià)體系分為：

（1）形成性考核，包括課程平時(shí)考核、課程期中考核和課程實(shí)驗(yàn)考核。課程平時(shí)考核主要考核學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)情況（含學(xué)習(xí)行為、動手操作、平時(shí)作業(yè)、課堂提問等）；課程期中考核主要考查學(xué)生對課程前半部分知識的掌握情況；課程實(shí)驗(yàn)考核主要在期末以筆試、實(shí)驗(yàn)操作等形式進(jìn)行，主要考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)操作的能力及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫情況等。

（2）終結(jié)性考核，每門課程結(jié)束時(shí)或期末，采用閉卷或開卷筆試的形式進(jìn)行考試，教師根據(jù)課程的性質(zhì)和要求選擇考試方式，對于專業(yè)基礎(chǔ)課程和一些與學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)影響較大的核心課程，可以采取閉卷考試的方式，對于選修課程和其他非核心課程可以采取開卷考試、課程論文等方式進(jìn)行考核。

五、總結(jié)

生物技術(shù)論文范文第5篇

生物表面吸附是一個(gè)物理化學(xué)過程，含鈾廢水中的鈾與生物表面發(fā)生靜電吸附或與生物細(xì)胞壁上的-COOH、-NH、-OH、PO43-和-SH等官能團(tuán)的化學(xué)絡(luò)合，達(dá)到降低其遷移性的目的。這種方法適宜處理廢水量大、濃度低的放射性廢水，具有快速、廉價(jià)的特點(diǎn)［24］。陽海斌等［25］研究了紅樹林內(nèi)源真菌對鈾的富集特性，結(jié)果表明受試菌吸附鈾的吸附平衡時(shí)間為60min，常溫常壓下吸附最佳條件為pH4.0，鈾的初始質(zhì)量濃度為50mg/L，鈾的吸附容量為15.46mg/g。劉明學(xué)等［26］應(yīng)用掃描電子顯微鏡、傅立葉紅外光譜、和電子能譜等方法研究了釀酒酵母菌與鈾酰離子的相互作用，結(jié)果表明，酵母菌細(xì)胞表面有大量鈾結(jié)晶，UO22+離子與細(xì)胞表面發(fā)生了顯著的吸附作用，并且吸附量隨鈾濃度增加和作用時(shí)間延長而加大。另外，王寶娥等［27］研究表明，死體微生物富集金屬的能力并不比活體微生物差，其利用滅活啤酒酵母菌研究吸附鈾的能力，試驗(yàn)結(jié)果證明在pH值為6.0時(shí)，滅活啤酒酵母菌吸附速率較快，吸附量大，由吸附模型可以得出理論最大吸附量可達(dá)196.1mg/g。盡管生物吸附能快速的降低廢水中的鈾含量，但目前鮮見其應(yīng)用于實(shí)際廢水的處理，主要原因在于生物吸附后產(chǎn)物非常不穩(wěn)定，有研究表明［28］處理后期其解吸速度幾乎與吸附速度一樣快。

2生物體內(nèi)富集

鈾在生物體內(nèi)富集往往發(fā)生在生物表面吸附后期，即首先是通過物理化學(xué)作用使金屬被動地附著在細(xì)胞表面；然后通過能量流動和信息傳遞等功能使金屬在細(xì)胞內(nèi)部富集［22］。生物體內(nèi)積累僅發(fā)生在活細(xì)胞內(nèi)，鈾不是生物功能性元素，不參與細(xì)胞新陳代謝，細(xì)胞體內(nèi)的鈾含量可能是由于鈾的毒性改變細(xì)胞膜的滲透性后進(jìn)入生物體內(nèi)［29］。Kazy等［30］研究了假單胞菌對鈾的沉淀機(jī)制及化學(xué)特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與鈾作用的基團(tuán)有磷酸基、羧基和酰胺基團(tuán)，微沉淀是主要機(jī)制，鈾在細(xì)胞內(nèi)形成稠密的胞內(nèi)沉積物，隨著鈾的富集，細(xì)胞長度和寬度都有所增加，但細(xì)胞表面沒有被破壞。另外，其他學(xué)者［31，32］從鈾污染場地篩選出假單胞菌對鈾廢液進(jìn)行修復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果表明其對鈾毒性有很好的耐受能力。鈾在生物體內(nèi)積累是一個(gè)伴隨著能量消耗的主動過程，由于其主要原理是通過與生物體內(nèi)的磷酸鹽結(jié)合生成穩(wěn)定的磷酸鈾酰沉淀，因此目前僅發(fā)現(xiàn)假單胞菌等聚磷菌具有這一功能。該技術(shù)有待于對生物體內(nèi)富集效能、磷酸鹽來源及生物活性等因素進(jìn)一步研究。

3生物還原

自Lovely等［33］在20世紀(jì)90年代初期提出利用微生物地桿菌以氫為電子供體將地下水環(huán)境中可溶性的U（VI）還原轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的、溶解度較低的四價(jià)鈾，進(jìn)而防止其遷移擴(kuò)散的設(shè)想，生物還原除鈾技術(shù)開始引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。通過近10余年的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)證實(shí)，某些微生物具有除鈾能力，可以通過其還原作用將溶解性的U（VI）還原成不溶性的U（IV）。微生物學(xué)家們試驗(yàn)了用純培養(yǎng)物或混合菌群來還原U（VI）發(fā)現(xiàn)，多種微生物具有還原鈾的功能，如硫酸鹽還原菌、地桿菌、厭氧黏細(xì)菌、希瓦氏菌及梭菌等［34-36］。硫酸鹽還原菌是一種典型的金屬還原菌，在H2或乳酸鹽等電子供體存在的條件下，硫酸鹽還原菌可通過酶促作用直接將鈾U（VI）還原，并且其對鈾具有良好的耐受能力和去除效果。易正戟等［37］采用硫酸鹽還原菌處理地浸含鈾廢水中的鈾，結(jié)果表明pH值對鈾生物沉淀存在顯著影響，在pH為6.0時(shí)鈾去除率高達(dá)99.4%。謝水波等［38］研究了共存離子Mo（VI）及Ca2+對鈾的去除效果影響，結(jié)果表明Mo（VI）或Ca2+初始濃度≤5mg/L時(shí)，對硫酸鹽還原菌去除U（VI）影響不大；但當(dāng)其濃度達(dá)到20mg/L時(shí)，U（VI）還原受到強(qiáng)抑制作用。周泉宇等［39］通過柱實(shí)驗(yàn)研究了硫酸鹽還原菌和零價(jià)鐵協(xié)同去除鈾廢水的潛力，結(jié)果表明U（VI）的去除率可達(dá)99.4%。Barlett等［40］系統(tǒng)研究了鈾污染生物修復(fù)中硫酸鹽還原菌和地桿菌的相互關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Fe（III）濃度是影響地桿菌數(shù)量及活性的關(guān)鍵因素，并與鈾的原位生物修復(fù)效果密切相關(guān)。謝水波等［41］研究發(fā)現(xiàn)腐敗希瓦氏菌可以利用一些有機(jī)酸鹽作為電子供體，以蒽醌-2-磺酸鈉作為電子穿梭載體，高效還原U（Ⅵ）。而Shi等［42］對希瓦氏菌的研究發(fā)現(xiàn)，外膜細(xì)胞色素及結(jié)構(gòu)蛋白在鈾的還原中發(fā)揮重要作用。另外，美國一些研究者們［43，44］也進(jìn)行了微生物還原U（）的土柱試驗(yàn)和現(xiàn)場原位固定試驗(yàn)。吳唯民等［45］總結(jié)了美國斯坦福大學(xué)和橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室等在美國能源部田納西州橡樹嶺綜合試驗(yàn)基地進(jìn)行的鈾污染原位微生物修復(fù)階段性試驗(yàn)結(jié)果，并通過加入溶解氧和硝酸鹽來試驗(yàn)微生物原位修復(fù)后的地下水層中還原固定態(tài)鈾的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，固定化后的四價(jià)鈾只有在厭氧條件下才是穩(wěn)定的，溶解氧和硝酸鹽侵入地下水層后會使固定化的四價(jià)鈾重新氧化為溶解態(tài)的六價(jià)鈾。這些研究表明，生物還原技術(shù)應(yīng)用于修復(fù)鈾廢水，需要保持厭氧條件，才能長期保持還原態(tài)鈾的穩(wěn)定性及保證生物修復(fù)效果。因而，它不適用于含NO3-、Fe3+及Mn6+等氧化態(tài)離子及水質(zhì)參數(shù)多變的廢水修復(fù)。

4生物礦化

生物礦化是指生物將大分子有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的過程，再利用生成的無機(jī)物如磷酸鹽、碳酸鹽及氫氧化物等，以及廢水中的鈾發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不溶的無機(jī)微沉淀。研究發(fā)現(xiàn)大腸桿菌、沙雷氏菌屬及假單胞菌屬等可以通過酶促反應(yīng)礦化分解磷酸鹽類有機(jī)物產(chǎn)生正磷酸鹽，能與鈾結(jié)合生成穩(wěn)定的磷酸鈾沉淀，如HUO2PO4、Ca（UO2）2（PO4）2和H2（UO2）2（PO4）2等。英國科學(xué)家Paterson-Beedle等［46］發(fā)現(xiàn)大腸桿菌配合肌醇磷酸，可以用來回收鈾礦污染水中的鈾，試驗(yàn)中將大腸桿菌與肌醇磷酸配合使用，大腸桿菌能分解肌醇磷酸，讓磷酸鹽分子處于自由狀態(tài)。之后，磷酸鹽分子與鈾結(jié)合稱為鈾磷酸鹽，并凝結(jié)沉積在大腸桿菌細(xì)胞表面。美國學(xué)者Ray等［47］從被鈾污染的沉積物中篩選出的微生物菌株，在pH為7.0厭氧環(huán)境對鈾進(jìn)行固化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，固化體中除了四價(jià)鈾晶相結(jié)構(gòu)外，還出現(xiàn)部分磷酸鈾酰固相結(jié)晶，表明該菌株可以通過還原六價(jià)鈾和釋放磷酸鹽生成磷酸鈾酰等方式共同發(fā)揮除鈾的作用。Handley-Sidhu等［48］利用沙雷氏菌礦化甘油磷酸生成磷酸鈣鹽納米顆粒對鈾等放射性核素進(jìn)行修復(fù)試驗(yàn)，考察鈾在固化體的吸附點(diǎn)位及穩(wěn)定性，結(jié)果表明，磷酸鈣鹽納米固化基材對鈾等放射性污染地下水具有良好的修復(fù)能力。Salome等［49］通過外加電子供體與磷酸礦物，對厭氧環(huán)境下微生物的固鈾方式進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在pH為5.5弱酸及pH為7.0中性環(huán)境下，鈾酰離子大部分均與磷酸鹽1∶1結(jié)合生成磷酸鈾酰類物質(zhì)［HUO2PO4、Ca（UO2）2（PO4）2和H2（UO2）2（PO4）2］，表明在該體系中微生物礦化生成穩(wěn)定的磷酸鈾酰沉淀較生物還原對鈾的去除效果更明顯，為其主要的固鈾方式。微生物的無機(jī)微沉淀其優(yōu)勢在于沉淀產(chǎn)物的穩(wěn)定性強(qiáng)，操作條件溫和、適用于好氧、厭氧等各種復(fù)雜環(huán)境，但現(xiàn)有研究主要以“甘油磷酸”作為碳源及磷酸鹽供體，存在獲取困難、高成本等問題。如果能找到一種來源廣泛、價(jià)格低廉的磷酸鹽基材，它很可能成為一種有效、應(yīng)用前景良好的鈾廢水處理方法。

5展望