基因工程技術的基本原理精選(九篇)

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第1篇：基因工程技術的基本原理范文

現代科學技術概論不但應該是現代科學技術成果的概論，而且也應該是現代科學技術發展歷史和規律的概論。離開現代科學技術發生、發展的歷史，靜止、孤立地介紹現代科學技術的基本理論和成果，就會使現代科學技術概論這門課程變得零亂龐雜而不成體系。而如果把“史”與“論”有機地結合和統一起來，則不但能克服“零亂龐雜”的缺陷，而且還能為現代科學技術概論這門課程注入生機和活力。同時，把“史”與“論”結合起來，更是為思想政治教育專業學生開設這門課程的教學目的之所需。作為思想政治教育專業的學生，通過現代科學技術概論課程的學習，不但要了解現代科學技術的主要成果、歷史演進和完整體系，而且要了解科學技術發生、發展的一般過程和規律，了解哲學產生的現代科學技術基礎以及對于推動科學技術發展的重要作用和意義。因此，只有做到史論結合，才能達到開課的目的和要求。

2現代科學技術概論的教學內容與體系

根據上述三原則，筆者認為，思想政治教育專業現代科學技術概論課程的內容與體系可做如下安排。導言。概要介紹現代科學技術及其理論基礎、前沿陣地、中心內容和綜合體現。

第一章，現代物理學革命及其影響。介紹現代科學技術的理論基礎———相對論和量子力學。引言，概述近代物理學的輝煌成就及其所遇到的“兩朵烏云”。第一節，相對論的建立。根據邏輯與歷史相統一的原則，具體講授伽利略變換和力學相對性原理，邁克爾遜—莫雷實驗，洛倫茲變換的提出，愛因斯坦的狹義相對論及其主要結論，廣義相對論及其驗證。第二節，量子力學的建立和發展。一、量子力學產生的歷史背景，概要介紹黑體輻射理論和紫外災難。二、量子力學的建立與發展，具體講述普朗克的量子假說，愛因斯坦的光量子理論，玻爾對原子結構的量子解釋，德布羅意的物質波，薛定諤的波動方程，海森伯的矩陣力學。第三節，現代化學理論的發展。主要講授元素周期理論的新發展和現代化學鍵理論。

第二章，原子物理學的開發研究及應用。主要講授從物質結構的研究到原子能的開發和應用。第一節，對微觀世界的探索和認識。一、物質結構初探，復習回憶德謨克利特的原子論，道爾頓的原子說，門捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的進軍，主要講授X射線、放射性元素及電子的發現，原子結構模型及其實驗和發現，原子核結構模型及其實驗和發現，對基本粒子家族的認識。第二節，原子能的開發研究及應用。一、原子能的開發研究:重點介紹原子能開發研究中的三大發現，即慢中子效應的發現、核裂變的發現和鏈式反應的發現。二、原子能的應用，包括能源方面的應用和放射性同位素的應用。能源方面的應用包括兩個方面:一是軍用三彈即原子彈、氫彈和中子彈的研制;二是核電站的發展，主要介紹從慢中子反應堆到快中子增殖堆再到核聚變反應堆的歷史發展。放射性同位素的應用可概要介紹在生產、生活、科研、軍事上的應用及其成果。

第三章，生物學與生物工程技術。生物學是研究生命的科學;生物工程技術是用人工的方法創造生命的技術。生命科學是現代科學的三大前沿陣地之一;生物工程技術是現代科學技術的主要內容。第一節，生命的起源和生物的進化。一、生命起源的化學進化歷程:從無機小分子物質生成有機小分子物質;從有機小分子物質形成有機高分子物質;從有機高分子物質形成有機多分子體系;從有機多分子體系演化成原始生命物質。二、生物進化論，主要介紹拉馬克的生物進化學說和達爾文的生物進化論。第二節，現代遺傳學和分子生物學。一、遺傳學:主要講授孟德爾的豌豆實驗及其遺傳學說;摩爾根的果蠅實驗及其遺傳學說。二、分子生物學:重點介紹蛋白質的性質、結構和功能;核酸的性質、結構和功能。第三節，生物工程技術。生物工程包括酶工程、發酵工程、細胞工程和基因工程四個部分的內容。因學時限制，可重點介紹細胞工程和基因工程兩個部分。一、細胞工程，應首先講授細胞的全能性，然后在細胞全能性的基礎上具體介紹植物組織培養技術、細胞融合技術、細胞折合和胚胎移植技術、克隆技術等內容。二、基因工程:(1)基因工程的基礎研究，主要介紹限制性內切酶、連接酶和基因載體的發現和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括獲取目的基因DNA、獲取載體基因DNA、目的基因DNA與載體基因DNA的重組、把重組的DNA轉入受體細胞進行增殖和篩選轉基因生物體五個步驟及方法。三、生物技術的應用前景。主要介紹生物醫藥的研制及應用、生化工業的迅速發展、轉基因動植物的大量出現，人類基因組計劃(HGP)及其廣闊的應用前景。

第四章，天文學和天體演化學說。天體演化學說是現代科學的三大前沿陣地之一，本章在重點講述天體演化學說之前，先把天文學的相關知識作一簡單介紹。第一節，天文學及其產生和發展。一、概要介紹天文學的研究對象和分類;二、重點講授天文學的產生和發展:具體介紹古代天文學、近代經典天文學和現代天文學的發展情況。第二節，獲取天體信息的渠道和手段;可分三個大問題來講述。一、獲取天體信息的渠道，主要介紹電磁輻射、宇宙線和中微子三條途徑;二、獲取天體信息的物質手段和儀器設備，主要介紹人眼的構造和功能、光學望遠鏡、射電望遠鏡和天體攝譜儀;三、天文觀測發展簡史:依次介紹光學天文學、射電天文學和空間天文學。第三節，天體的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介紹牛頓“無限無邊”宇宙模型及其疑難、愛因斯坦“有限無邊靜態”宇宙模型及其疑難、哈勃定律與大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先對星系及其類型作一簡單的介紹，然后在此基礎上介紹星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具體介紹恒星的形成，表征恒星演化過程的赫羅圖，恒星演化過程的三階段，即主序星階段、紅巨星階段和恒星的三種歸宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太陽系的形成和演化:主要介紹太陽系的基本情況和太陽系的形成和演化兩部分內容;五、地球的構造和演化:包括地球概況、地球的圈層構造和地球的形成和演化。

第五章，信息技術和激光技術。人類歷史在經歷了6000年的農業社會和近300年的工業社會以后，現在正在迅速走向第三個文明社會———信息社會。所謂信息社會，就是信息在社會生產和生活中起主導作用的社會。信息技術和信息產業，是信息社會的重要支柱。所謂信息技術，就是信息的獲取、傳遞和處理技術。信息技術以微電子技術為基礎，包括計算機技術、通信技術、光導技術和人工智能技術等。第一節，微電子技術。一、微電子技術的出現:具體介紹集成電路的誕生、集成電路的種類及其歷史發展和集成電路的制作工藝;二、微電子技術的應用。第二節，計算機技術。一、計算機概述:具體介紹計算機的結構與功能、計算機的特點和計算機的歷史發展;二、計算機的應用:主要包括數值計算或科學計算、數據處理或稱信息處理、實時控制或稱過程控制、計算機輔助系統、人工智能或稱智能模擬等;三、信息高速公路。第三節，通信技術。一、電氣通信:主要介紹電話通信和非電話通信及傳真;二、光纖通信:具體介紹光纖通信的基本原理、光纖通信的優點、光纖通信的應用和發展;三、衛星通信。第四節，激光技術。一、激光與激光器:具體介紹激光產生的基本原理、激光的特點、激光器的構造等內容。二、激光技術的應用:概要介紹激光加工(包括激光鑄模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技術及其在農業、醫療、軍事上的廣泛應用。

第2篇：基因工程技術的基本原理范文

1　分子生物技術概述

分子生物技術也稱之為生物工程，是現代生物技術的主要標志，它是以基因重組技術和細胞融合技術為基礎，利用生物體(或者生物組織、細胞及其組分)的特性和功能，設計構建具有預期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理相結合進行生產加工，為社會提供商品和服務的一個綜合性技術體系，其內容包括基因工程技術、細胞工程技術、DNA測序技術、DNA芯片技術、酶工程技術等。現代分子生物技術的誕生以70年代DNA重組技術和淋巴細胞雜交瘤技術的發明和應用為標志，迄今已走過了30多年的發展歷程。實踐證明在解決人類面臨的糧食、健康、環境和能源等重大問題方面開辟了無限廣闊的前景，受到了各國政府和企業界的廣泛關注，是21世紀高新技術產業的先導。醫學領域是分子生物技術最先登上的舞臺，也是目前現代分子生物技術應用最廣泛、成效最顯著、發展最迅速、潛力也最大的一個領域。據統計，國際上分子生物技術領域所取得研究成果的60%以上集中在醫學領域。

2　分子生物技術在醫學領域的重要應用

2.1　分子生物傳感器在醫學中的應用

分子生物傳感器是利用一定的生物或化學固定技術，將生物識別元件(如酶、抗體、抗原、蛋白、核酸、受體、細胞、微生物、動植物組織)固定在換能器上，當待測物與生物識別元件發生特異性反應后，通過換能器將所產生的反應結果轉變為可以輸出、檢測的電信號和光信號等，以此對待測物質進行定性和定量分析，從而達到檢測分析的目的。分子生物傳感器可以廣泛地應用于對體液中的微量蛋白、小分子有機物、核酸等多種物質的檢測。在現代醫學檢驗中，這些項目是臨床診斷和病情分析的重要依據。能夠在體內實時監控的生物傳感器對于手術中或重癥監護的病人都很有幫助。

2.2　分子生物納米技術在基因診斷中的應用

基因診斷是利用分子雜交及熒光技術檢測DN段，已經為基因診斷在臨床上的應用帶來了巨大的發展前景。研究表明，利用納米技術，如利用金納米微粒結合雜交DN段，很容易進入機體細胞核，并與核內染色體組合，具有較高的特異性，可以克服目前基因診斷所面臨的一些困難和問題，進一步提高了基因診斷在實驗室中的地位。科學家通過超順磁性氧化鐵納米粒脂質體對肝癌的研究，提高了直徑3 mm以下的腫瘤檢測率。結論表明，納米微粒對腫

瘤早期發現、早期診斷具有重要意義。

2.3　分子生物技術在醫學制藥中的應用

分子生物技術發展的一個重要方向是醫學制藥的研究與開發。與傳統的化學合成制藥相比，它不僅具有針對性強、療效好、副作用較小的優點，同時對蛋白質藥物改造、提高療效、降低毒性、提高穩定性具有重要作用，并且能夠利用生物系統，將自然界中存在的含量極低的有效生物活性物質進行大規模生產以及建立起高效、快速、準確、簡便的分子診斷技術和開發出新藥，更重要的是可以預防和治療一些應用傳統治療方法無法克服的疾病。目前這一領域的應用主要包括以下幾個方面：生產基因工程藥物；生產發酵工程藥物；生產核酸類藥物；利用生物系統加工天然藥物；從海洋生物中純化提取藥物。

2.4　分子納米技術在基因療法中的應用

基因治療是臨床治療學上的重大發展，其基本原理是:質粒DNA進入目的細胞后，可以修復遺傳錯誤，或可產生治療因子，如多肽、蛋白質、抗原等，納米技術能使DNA通過主動靶向作用定位于細胞。將質粒DNA縮小到50～200nm，帶上負電荷進入到細胞核，插入到細胞核DNA的確切部位，起到對癥治療效果。同時分子納米技術能夠快速有效地確定基因序列、基因和藥物的體內走向、傳送和定位傳遞，使臨床診斷和治療過程效率得以提高。同時無機納米顆粒體積小，可在血管中隨血液循環，透過血管壁進入各個臟器的細胞中，作為新型非病毒型基因載體能有效介導DNA的轉導，并使其在細胞內高水平的表達，從而為基因表達、功能研究及基因治療提供了新的技術和手段。

2.5　分子生物芯片技術在醫學檢驗中的應用

第3篇：基因工程技術的基本原理范文

【關鍵詞】《生物技術制藥》 教學改革 教學內容 方法

《生物技術制藥》課程是藥學專業必修的一門主要的專業理論課，是一門涉及生物學、醫學、藥學、生物技術、化學和工程學等學科基本原理的綜合性應用技術科學。其任務是使學生了解生物藥物的來源及其原料藥物生產的重要途徑和工藝過程，掌握生物制藥的一般提取、分離純化原理與方法，了解各類生物藥物的結構、性質、用途和產生方法、生產工藝原理與過程。通過該課程各個教學環節的學習，學生應具備生產藥物研究、生產、開發的基本知識、基本技能，并且應具有現代生物技術研究、開發生物技術研究、開發生物藥物的初步能力。

一、教學內容改進

（一）突出學科特色，調動學生積極性

《生物技術制藥》是藥學學生的主干課程，對生物制藥方向的學生來說尤其重要，但學生初步接觸這門學科時則并沒有這樣的意識。因此，需針對《生物技術制藥》這門學科實踐性的特色，改變傳統教學方法中的弊端，結合學生專業特點，在教學初期就提高學生對《生物技術制藥》的實踐價值的認識。

隨著生物技術和生物分離工程技術的迅速發展，有關生物技術制藥的新理論、新工藝、新技術層出不窮。同時由于生命科學的快速發展，生物技術在醫藥領域獲得了越來越廣泛的應用，生物藥物種類和數量迅速增加，該領域的知識更新加快，教學中需要不斷補充新知識和新內容。同時，學生僅僅掌握書本上和教師講授的內容，遠不能滿足將來工作中知識不斷更新的需要。要使學生充分了解、學習《生物技術制藥》這門課程，為今后的生產實踐服務，為科研服務，必須在教學過程中注重學生實踐能力的培養，廣泛開展實驗課。例如進行一些與日常生活有關的發酵等實驗，充分調動學生學習的積極性，提高學生的動手能力，為今后的科研工作提供一個良好的開端，真正展現《生物技術制藥》的學科特色與魅力，達到更好的教學效果。

要加強和藥學相關學科的聯系。生物技術制藥的目的是最終獲得用于疾病治療和預防的藥物，這就需要藥學相關學科的支持，如藥劑學、藥理學、藥物分析、藥物化學等。因此，在教學過程中，要結合通過生物技術獲得醫藥品的特點，引導學生復習相關學科知識，加深學生對本課程內容的理解，提高教學效率。如在講解基因工程藥物穩定性考察時，聯系藥劑學中藥物常用的穩定性考察方法，通過對比基因工程藥物和化學藥物結構特點，引出基因工程藥物穩定性需從其純度、生物活性等多方面綜合考察，而不能簡單采用藥劑學中介紹的Arrhenius動力學方程測定。

（二）優化教學體系，避免教學內容重復

在講解《生物技術制藥》過程中，發現在以往的教學過程中學生已學習了基因工程制藥、微生物制藥、酶工程制藥、發酵工程制藥等藥上游工程內容，因此學生在學習該課程時，已對生物制藥這些上游技術有所了解。為避免教學內容重復，在考慮該課程的教學內容定位上，生物制藥工藝學應從完整的專業教學體系出發，保持與已授課課程緊密聯系，且不發生重復，在講解這部分內容時，應重點講授下游部分，構建完整的專業知識框架，并選編部分藥品生產理論為輔的新教學體系和教學內容，同時引用生物技術的新成果、新應用和新發展。因此，在生物藥物的種類發展速度上、在生物藥物占制藥工業生產的產值上等方面向學生介紹最近研究數據和研究成果是合適的。如介紹最近獲獎的頂尖技術――核酸干擾技術，用于抗擊甲流H1N1流感及其他疾病治療藥物的發展前景等，這樣可拓寬學生的視野和知識面，培養學生注意該學科的最新發展，用現實的、發展的眼光理解書本知識的習慣。

（三）突出教學重點，豐富教學內容

《生物技術制藥》教學涉及內容很多，而細胞破碎濃縮、產物提取、分離層析、產物結晶干燥等是生物技術制藥的主要流程，因此，所有章節的介紹均要圍繞這一主線作為授課內容安排的依據，形成以預處理固液分離、細胞破碎、沉淀、蒸發濃縮、膜過濾、萃取及雙水相分配、吸附層析技術、結晶干燥、廢液處理為主要構成的共性工藝單元體系。講授每一章的同時，要考慮不同生物藥品生產過程中的特殊性，有重點地加以補充。例如在層析技術章節中增加微生物藥物抗生素分離常用離子交換技術及離子交換劑選擇使用，同時有針對性地將一些具體的實例分析其所采用的生產工藝單元的優缺點，以“工藝案例帶動教學”及“科研帶動教學”兩種模式的有機結合，將抽象的工藝理論具體化。在所有工藝單元學習完后，再選擇微生物藥物鏈霉素生產工藝及基因工程藥物重組人表皮生長因子工藝兩個典型的工藝實例，將前面所學的單元知識按照工藝學路線整合起來，從而在整體工藝流程上加深對工藝知識的理解，這種有層次感的教學內容體系在實際的教學過程中起到了較好的效果。

二、課程教學改革的方法

（一）充分利用多媒體教學手段，教學內容形象生動

對于大多在校本科生來說，由于缺乏在制藥企業實踐接觸的機會，在學習生物技術制藥學課程各章內容時，顯得較為抽象，而且直接書面講授，學生很容易對教學單元操作基本原理一知半解，興趣不高。隨著時代的發展，多媒體教學走入生活，其以計算機和教學投影儀等先進設備為主要手段，運用集圖、文、聲于一體的現代信息多媒體教學模式，充分發揮現代信息技術的優勢，提高了教學效果，調動了學生的積極性。如，在離子交換章節的講解時，學生對離子交換的原理能理解，但對離子交換劑的實物形態、樹脂交換罐的具體結構認識較模糊。通過課件演示，形象生動地將技術原理以及設備內容結構特點動態展現出來，在工藝學教學過程中形成理論指數與形象感受交叉互動，從而使課堂氣氛活躍，達到了非常滿意的教學效果。但有的課件只是書本搬家，把屏幕當成電子黑板；有的只是“繡花枕頭稻草芯”；教師授課只是照“本”（屏幕）宣科，忽視了師生之間的情感交流，形成了“學生瞪著眼睛看，教師圍著電腦轉”的現象，學生成了所謂的觀賞者，對所學內容印象不深，甚至形成了課下學生借來教師課件抄謄課件的情況，教師自身的“媒體”作用得不到充分發揮。因此，在充分利用多媒體課件的同時，應盡快提高教師的多媒體教學課件制作技術，或研制適合針對給不同層次、不同專業學生授課應用的教學課件，提高教師應用多媒體教學的技術勢在必行。

（二）開展合作研討性教學活動

為了加強《生物技術制藥》的教學力度，可結合演示和提問的方法，克服主觀能動性發揮不足的弊病。課堂上有問有答，課下積極討論，實現教與學的互動，使教學氣氛活躍，培養了學生的綜合素質和能力。提問時用有啟發性的問題把教材中的重點、難點予以闡述，設計一些容易混淆的問題，以檢測學生的掌握程度。如講到結晶的方法時，比較飽和溶液的形成，有鹽析結晶法、微量擴散法、化學反應結晶法、共沸蒸餾結晶法等在結晶形成狀態上與晶體質量影響上的區別等，使學生對每一節課的教學內容都有清晰、深刻的印象和牢固的掌握，引導學生自覺對書本知識進行概括和總結，從而達到理想的教學效果。

【參考文獻】

[1]曹筑榮，杲修杰，吳守振，等.提高生物技術制藥教學效果初探[J].長江大學學報（自然科學版：農學卷），2009（04）.

[2]徐廣宇，白羽，杜培革，等.生物技術制藥教學改革初探[J].基礎醫學教育，2012（10）.

第4篇：基因工程技術的基本原理范文

[關鍵詞]分子生物學 教學方法 自學能力 創新思維 創新能力

分子生物學是前沿性很強的一門專業基礎課，是一門在分子層面上研究生命現象、生命本質、生命活動及其規律的科學，它主要研究核酸、蛋白質等生物大分子的結構與功能，并從分子水平上闡述蛋白質與核酸、蛋白質與蛋白質之間相互作用的關系及其基因表達調控機理。也是目前生命科學領域中發展最為迅速最具活力的學科。它的發展幾乎滲透到生命科學的各個領域。其研究成果已在工業、農業、醫學以及生物制藥等領域得到了廣泛應用。由于分子生物學的內容十分豐富而繁雜、知識點多、信息量大，并且發展日新月異，新理論、新技術層出不窮，因此在有限的學時內要更加全面而深入地讓學生學習和掌握本門課程的內容，傳統的教學方式方法就面臨著挑戰。這就要求把“重在培養學習能力、創新意識”的教學策略運用于分子生物學教學中，讓學生能夠積極思考，主動學習。根據幾年來的教改實踐，我們認為在分子生物學教學中因課程內容，而采用不同教學方式，重視教學方法靈活多樣化對于培養學生的分析問題解決問題的能力、創新思維和創新能力十分有益。

一、改革課堂教學模式，重視教學方法靈活多樣化

俗話說：“學為定規，教無定法”，目前國內大學應用的教學方式很多，如講授式教學、討論式教學、參與式教學、談話法、讀書指導法、自學加課堂討論法、以問題為導向的 PBL（ Problem-Based Learning）教學法等等。在授課過程中，立足本學科特點，以“強化基礎知識理論，拓展知識面”為指導思想，我們目前以朱玉賢的《現代分子生物學》作教材。該教材綜合了生命科學在分子水平上所取得的研究成果、所發現的基本規律與原理、所提供的新思維、新方法，全面、完整地反映了分子生物學各領域的最新進展，符合本科生物類專業的教學要求。因課程內容，而采用不同教學方式，重視教學方法靈活多樣化。比如①最經典的教學模式是以教師為主，教師講、學生聽的“講授型”模式，是教師運用口頭語言向學生描繪情境、敘述事實、解釋概念、論證原理和闡明規律的一種教學方法，在“傳道、授業、解惑”中起著重要作用，因此其仍是現在的主要教學模式。

二、改革教學方法，培養大學生快速學習和獲取一些新的知識的能力

大學是培養高等人才的重要基地，大學培養的人才將成為社會各領域的主要建設者。面對科技的快速發展和社會競爭的日益激烈，知識的更新越來越快，大學生只掌握課本和老師傳授的知識是遠遠不能適應今后的工作和學習的。他們必須具備較強的學習能力，能夠快速學習和獲取一些新的知識，掌握學習方法，是提高學生學習能力的重要手段。制約大學生創新能力培養的因素主要有以下幾個方面： 第一，目前大多數高校仍采用單一教學模式、統一的教學計劃和人才培養模式； 第二，當代大學生普遍具有創新意識，但不善于利用和創造條件； 第三，由于大學生知識面窄，學科之間缺乏合理的整合，雖然思維敏捷，但缺少創新性思維方式； 第四，有創新的熱情，但缺乏創新的毅力[1]。因此在分子生物學課程中教學中注意運用不同教學方法和手段，同時還應該注意指導大學生快速學習和獲取一些新的知識的能力形成，根據我們的教改實踐總結有三點：①歸納--知識體系：分子生物學內容與生物化學、遺傳學、細胞生物學有部分重復，它們相互滲透、相互聯系。在分子生物學課程的教學中應避免簡單的重復，而是在已有知識的基礎上進一步深入，教會學生將前后所學的知識進行比較、梳理、歸納，并且融會貫通，保證了課程的完整性與系統性；在講述原核生物與真核生物的基因組這部分內容時，要求學生將真核生物基因組與原核生物基因組相比；講PCR技術時，其基本原理大家都比較熟悉，在課堂教學中則重點介紹最新發展，例如反向PCR、錨定PCR、熒光定量PCR等。并啟發學生思考通常的PCR與反向PCR、錨定PCR、熒光定量PCR有何異同點，進一步加深學生對PCR反應這一重要技術的理解和認識。②聯系--當前科學發展：分子生物學的課程內容豐富而且復雜，信息量大，更新速度快。優化和更新教學內容分子生物學的發展日新月異，按照大綱要求，既要講解分子生物學的基礎知識，又要適時補充最新的科研成果，擴大學生的視野。本課程中有許多內容與實際生活的密切關聯，一方面這對授課教師提出了更高的要求，需要廣泛收集建議，充分備課，才能取得好的教學效果。另一方面教師要求學生利用網絡平臺，學生可以根據自己的經驗和水平自主進行文獻查閱，從而開展個性化學習，由于學生的廣泛參與，也有利于教學互動和補充新內容做到與時俱進。 使學生認識到本專業在現階段和未來對經濟建設和社會進步有著深遠的影響，認識到當前的一些熱點問題都是可以用本課程的原理來解釋的，激發學生學習這門課的興趣。例如：基因工程制藥：第一代基因工程藥物是針對因缺乏天然內源性蛋白所引起的疾病。應用基因工程技術去擴大這類多肽蛋白質的產量以替代或補充體內對這類活性多肽蛋白質的需要，主要是以蛋白質激素類為代表的，如人胰島素、胰高血糖素、人生長激素、降鈣素、生長激素（somatropin）及α-EPO（Epoetin alfa）等。第二代基因工程藥物是根據內源性多肽蛋白的生理活性，應用基因工程技術大量生產這些極為稀有物質，以超正常濃度劑量供給人體，以激發它們的天然活性作為其治療疾病的藥理基礎，主要是以細胞生長調節因子為代表的，如G-CSF，GM-CSF，α-IFN，γ-IFN和tPA等[2]。③聯想--項目應用：在分子生物學課程的教學過程中確定由淺入深、由點到面、由單元到綜合的循序漸進的原則，層層提高。根據學生的水平，布置一些相關的題目，學生可以根據自己的興趣來選擇題目，鼓勵學生參加大學生SRTP立項，要求學生從選題、查閱資料、設計方案以及可行性論證，到著手實施方案，都需要自己去實現。以提高學習的積極性和主動性，最大限度地激勵學生的學習興趣、開發學生的學習潛能、培養學生的學習能力和創新能力。學生通過查找資料，了解更多的學科前沿知識，大大地鍛煉了學生分析問題和解決問題的能力。指導教師定期檢查，對每組學生出現的問題及時糾正。

三、靈活運用多媒體教學手段，激發學生的學習興趣，培養學生的創新思維

PowerPoint （PPT）課件現在大學教學中已經廣泛使用，但是，如果能在下番功夫制成計算機輔助教學課件（ComPute：AssistedInstrUction，CAI），實踐證明效果則更好。CAI課件設計一般要經過：總體構思、講稿組織、腳本設計、素材準備、媒體集成、檢測調試等階段，比制作PPT課件復雜很多，我們也可以選購一些成品的CAI課件效果也很不錯。PPT和CAI課件交互使用，則使理論知識的表達更加形象、直觀，從而激發學生學習的主動性和積極性，激發學生的學習興趣和加深學生對這些問題的理解。例如，關于基因工程的安全性與倫理道德問題，一直都是很有爭議的問題，通過錄像把一個個相關事例播放給學生，根據事實在課堂上來討論，讓學生自己分析，這樣等于給了學生一個獨立思考的空間，使學生的腦筋都開動起來，對培養學生的創新思維是非常有益的。又例如基因的轉座、表達與調控等[3]。這些微觀的過程都是肉眼無法觀察到的，比較抽象，口頭講述很難細致地描述一個個復雜的連續過程，不容易讓學生理解。借助多媒體技術，可以將聲音、文本、圖片等組合制作成CAI課件，變靜態為動態、使抽象難懂的微觀生命過程具體化、可視化，便于學生理解和掌握，可以提高學生的學習熱情，從而有助于提高理論教學效果。便于學生對抽象的知識點、理論、技術的理解和掌握。

四、注重課堂時間分配，留出學生活動余地

分子生物學是生物科學中一門重要基礎學科，它學習、理解和掌握對生物學專業和其他相關專業都十分重要，在整個相關學科中具有很強的帶動和輻射作用。我們體會到注重課堂時間分配，留出學生活動余地十分重要，通過采取一系列措施，分子生物學教學質量得到明顯提高，學生學習本門課程的積極性空前高漲。（1）思考題不僅是各章節的重點和難點，還是理論知識的應用和拓展[5，6]，A采用課堂提問，這種提問式教學方式可抓住學生的注意力，調動學生的主動性，活躍課堂氣氛，在每次教學完成，本堂小結后，把下一次講課內容的2～3個要點作為問題提出，讓2～3名學生準備，在下次課程講授時由他們來講解3～5分鐘，這樣可以發揮他們表述能力，為將來報考研究生或者找工作時的面試奠定基礎，同時也可以讓學生主動預習新的內容，變被動學習為主動學習，提高他們的分析、歸納與總結能力。B討論式教學應用： 以討論方式最能調動學生的能動性、自主性和創造性，使學生真正成為課堂的主體，而不是被動接受知識，所以在課堂上結合當堂課程內容給學生至少留出5分鐘時間，鼓勵學生提問、討論與交流，這樣的討論可激發學生活躍的思維，眾多學生中總會發現一些新的見解，這就達到了課堂是點燃學生智慧火把的效果，從而達到培養具有創造性思維人才的培養目的。（2）在講授某一章節時，由于該章節內容比較簡單或知識結構清晰易展開，學生自學就能掌握。這時教師將學生分成幾個小組，各小組學生通過課下組內集體學習、討論后，推薦一名學生作為“臨時教師”，給全班講授這一章節內容，然后其他學生和教師自由提問，最后由教師或其他同學總結，并針對本章節的重點和難點予以強調。這是一種較新的教學模式[4]，其核心是引導學生參與教學過程，掌握所學知識并靈活應用.這種方法是一種合作式或協作式的教學法，是以學習者為中心，鼓勵學生積極參與教學過程，突出學生在課堂上的主體地位，加強教師與學生之間以及學生與學生之間的信息交流和反饋，營造一種民主、自由、平等、和諧、愉快的教學氛圍，從而培養學生獨立求知和思考的能力、解決問題的能力，培養學生的團隊協作精神和創新精神，促進教學質量和人才培養規格的提高。教育界的很多專家都承認，而且實踐也已經證明，參與式教學法是一種十分有效的課堂教學方法。

五、結束語

自學能力、分析問題解決問題的能力、創新思維和創新能力是每個大學生學習和生活中必須具備的能力，同時也是培養面向新時代具有廣博知識的復合型人才所必備的能力，教學中逐漸培養學生的學習興趣，培養和提高大學生各種能力將使他們受益終身。

項目來源：山東大學威海分校教學研究與教學改革立項項目B2012009

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第5篇：基因工程技術的基本原理范文

發酵工程實驗教學評價體系工程學思維發酵工程是直接服務于生產實踐及生物技術進步的一門工程學科，是社會經濟中最活躍的工業體系，發酵工程的迅猛發展，與高素質的發酵人才密切相關，而高素質的發酵人才培養迫切需要改革和完善人才培養機制，建立合理的教學平臺，切實解決教學過程中不適應時展的教學模式，即要培養學生扎實的理論基礎和實驗技能，更要拓展學生的工程學思維，提高人才的整體質量，為社會輸送卓越的工程技術人才。

一、發酵工程發展歷史和學科特色

人類利用發酵技術生產食品和藥物已有幾千年歷史，隨著新技術、新工藝和新設備的不斷出現，再加上分子生物技術的建立，已能夠通過發酵生產胰島素、細胞因子和疫苗等多種基因工程藥物。隨著世界進入資源匱乏時代，經濟可持續發展的核心問題是資源的循環和高效利用以及可再生能源的開發，這些問題的解決都涉及到產業化過程。

發酵是系統而非孤立的工程學問題，需要進行生產過程的經濟核算和可行性評估。當前發酵工程課程設置，存在實驗教學改革明顯滯后于理論教學改革，亦明顯滯后于行業發展需要，實驗教學設置多為靜態和孤立的驗證性實驗，缺乏鍛煉學生工程學思維的內容。發酵工業急需的人才嚴重匱乏，而高校畢業生又很難在對口企業就業，其根源在于教學內容和生產實際的脫節。實驗教學不僅為了鞏固課程理論知識，掌握必要的操作技能，更要提高學生的科研思維能力，培養學生的探索精神和創新意識，尤其是工程學思維能力，滿足行業進步的要求。

二、傳統實驗教學特點與不足

傳統實驗教學的特點主要體現在：（1）教學內容相對滯后，驗證性實驗比重過大，工程設計和創新性實驗比重太小。實驗之間缺乏有機聯系，彼此孤立。新技術難以在教學中體現，如對基因工程菌株的工業化生產工藝流程的設計幾乎沒有，已不能滿足發酵工業發展對人才培養的要求。（2）教學方式單一，絕大部分高校實驗準備幾乎全部由教師完成，學生按實驗指導操作，缺乏學習的主動性和創造性，實驗基本操作完成后甚至不清楚基本原理，學生工程學思維模式得不到有效鍛煉；（3）缺乏合理的考核評價體系，傳統的實驗考核一般以老師為中心，大多根據實驗報告和平時表現給出實驗成績，這種單一的評價體系不利于工程學思維模式的建立。（4）實操性實驗課時數偏少，由于受專業培養計劃學時數壓縮的影響，發酵工程教學的學時數偏少，課內一般只能完成某些特定的生理生化指標的測定等基本實驗技能的訓練，探索性、研究性及設計性的實驗教學根本無法在課堂教學中完成。

三、基于工程學范式的發酵工程實驗教學改革的具體對策

學科范式（Paradigm）決定著學科的價值觀、方法論和具體內涵，關系到本學科的課程設置、實驗教學創新方向、學科新的生長點和交叉擴張模式，對學科的學術定位和教學定位具有一定的規范力，影響到理論課程、實驗課程和第二課程的配置和其內在聯系，同時也會影響教學手段的設計、組織和運用。為了解決發酵工程人才培養模式與發酵工業對人才需求的不對稱性，教學改革有如下幾方面的探索。

1.課程體系調整和完善

發酵工程的人才培養模式要與行業對人才的需求對接，課程設置要兼顧學科發展和產業發展的要求。傳統的發酵工程實驗設計主要是一些相對獨立的驗證性實驗，彼此缺乏系統聯系，需要對實驗教學內容做一綜合調整，使實驗教學形成一個完善體系，并引入工程學設計內容，增加學生整體思維和經濟效益的評估以及可行性分析的能力。

2.實驗教學模式和手段改革

發酵工程實驗教學學生應是主體，教師只是引導者，應增設一些設計性實驗內容，在教師引導下選擇一些產品，學生通過查閱資料首先提出工程設計方案，并對整個生產過程模擬仿真，并進行經濟效益評估，以獲得切實可行的完整實施方案。教師負責把關并提出指導性意見，跟蹤完成實驗過程。通過工程設計性實驗，提高學生的主觀能動性、動手能力、創新意識和工程學思維能力。

3.科學合理的考核評價體系

合理的考核評價體系是推動學生完成實驗的有效動力。實驗課程的評價始終是教學中的一大難題。實驗教學不僅要教會學生一些基本操作技能，更要培養學生良好的思維模式，教學考核不僅要注重結果，更要注重過程。學生能夠從實施過程中總結、分析、歸納和提高，而不僅獲得實驗結果。對學生實驗成績的評估不應機械性地對結果數據進行評判。工程設計實驗的評判也應符合工程設計的特質。工程設計性實驗最能反應學生學習的總體效果，在增加這類實驗的同時，還要建立與之相適應的考核評估體系。

4.開放性工程設計類實驗教學

開放性工程設計實驗教學要堅持綜合性、選擇性和靈活性的原則，以跨學科思維構建學科教育體系，在培養學生動手能力的同時，進一步培養學生綜合運用各交叉學科知識的能力，使學生能解決日益寬泛和綜合的多學科復雜問題，協調上中下游的工藝技術需求，建立工程學思維模式。工程學是用于企業分析、設計、改進和運作的知識、理論與實踐的整體，是將科學基本原理運用于實際用途的應用手段。由于學時有限，學生很難接受和展開相應的訓練，發酵工程教學需要延伸到第二課堂，實行開放性教學，通過培養學生的興趣，充分利用學生的課余時間，進行工程設計性實驗的開展。開放性工程設計類實驗教學的開展，也有利于培養學生的團隊合作精神。

運用工程學范式，培養學生的工程學思維，以更好地適應日益發展的發酵工程領域對人才培養的需求，為我國發酵工業培養卓越的工程技術人員。當然，開放性工程設計教學也帶來了諸如教學成本增加和實驗室管理困難等一些新問題，這些問題如何解決，還有待進一步研究探索。

參考文獻：

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第6篇：基因工程技術的基本原理范文

關鍵詞:中草藥生物轉化工程;微生物工程;酶工程;生物中藥

中圖分類號:R932文獻標識碼:A文章編號:1673-2197(2009)06-0001-04

隨著中醫藥現代化戰略的逐步推行,中醫藥發展正迎來新的挑戰與機遇。中國科學院院士王夔在為《中藥成分代謝分析》作序時指出:“近年來中藥現代化研究基本上是以產品為目標,以新中藥制劑開發為目的。開發有余,而研究不足。實際上,中藥現代化的根本是中藥學現代化。中藥產品的現代化可以栽培現代化、質檢和質量標準現代化、工藝現代化等等方面下功夫,執行GAP、GLP、GEP、GMP、GCP等標準。但是,即使如此開發的中成藥仍然在世界藥學中不能占有舉足輕重的地位;接受這些產品的絕大多數是華人。我們必須強調中藥的現代化要以中藥學現代化為基礎;也就是中藥學要用世界自然科學和醫學科學能夠接受的概念和理論來闡述。”[1]要中醫藥現代化,首先是中醫藥理論的現代化,再是中醫藥產業的現代化。筆者認為,在探索中國古典哲學、中醫藥理論、現代科學技術與現代科學方法論、現代人體生命科學理論等相互結合的基礎上,推動中醫理論的科學化、現代化,并在現代中醫理論的指導下進行中藥現代化研究及其創新的研發[2]。

在總結古今傳統中藥和方劑中涉及生物轉化原理的基礎上,從中藥成分代謝分析中探析,結合化學成分組學、基因組學、蛋白組學、代謝組學、糖生物學、系統生物學、藥物設計學、高通量篩選技術等現代生命科學技術,運用生物轉化技術,尤其是運用體外生物轉化技術改善中藥制劑的療效與個體差異,提出了新的中醫藥產業工程――中草藥生物轉化工程,以及相應的創新中藥――生物中藥。中草藥生物轉化工程是將酶工程、微生物工程、代謝工程、基因工程、糖生物工程、藥物設計工程、生物信息學等現代生物工程技術合理運用到中醫藥現代化研究中,合理繼承傳統中醫藥理論,對中醫藥進行創新與傳承,并開發出相應的生物中藥。中草藥生物轉化工程的兩個主要研究內容:微生物轉化與創新中藥、酶法轉化與創新中藥。

1 微生物轉化與創新中藥

1.1 微生物發酵與傳統中藥

在研究中華醫藥史中著名中草藥及方劑的過程中發現,利用微生物技術制備傳統中藥有著悠久的歷史。“酒為百藥之長”,具有通血脈、行藥勢等功效,原始的釀酒技術產生于4000多年前的夏禹時代,酒是酵母發酵的產物,是細胞內酶作用的結果[3]。約3000年前,利用麥曲含有的淀粉酶將淀粉降解為麥芽糖,制得具有緩中、補虛、生津、潤燥功效的飴糖。在長沙馬王堆漢墓出土的帛書《五十二病方》中記載了用于治病的糞便類中藥,實際上是宿主與其消化道內的厭氧微生物共同代謝與發酵產生的混合物。公元10世紀左右,我國有了豆醬制品,及由此工藝衍化制備出的用于解肌發表和宣郁除煩的淡豆豉,豆醬和淡豆豉均是微生物的發酵產物。三國時期的著名醫學家華佗創造了制備金汁的秘法,即利用刮青竹筒(天然膜管)從糞窖內人源性微生物與自然界微生物混合深層發酵產物中提取而得[4]。首載于元代《飲膳正要》中的紅曲,為微生物紅曲霉發酵梗米加工品而產生的發酵物,具有健脾消食、活血化瘀等功效[5]。我國是最早利用真菌防病治病的國家,早在《神農本草經》中,就有靈芝、茯苓、豬苓、雷丸等藥用真菌的記載[6],現仍廣泛應用。真菌具有分解纖維素、淀粉、蛋白質、脂類等營養物質的強大酶系,對天然培養基有較強的分解利用能力,具有種類多、次生代謝產物多、培養條件簡單等特點,成為微生物發酵炮制或制備傳統中藥的主要功能菌。利用古老中藥中寄生真菌自身發酵的研究已成為現在研究的熱點,如靈芝、冬蟲夏草、云芝、灰樹花、茯苓、麥角菌等都有大量的研究報道[6]。

微生物發酵是傳統中藥中的一種重要炮制方法。我國人民將微生物發酵應用于中藥炮制,即將藥材與輔料拌和,在一定溫度和濕度下,通過微生物的生物轉化作用達到提高藥效、改變藥性、降低毒副作用等目的[6]。《中華人民共和國國家藥品標準》中收錄的19種曲藥,如,配方和工藝均絕密的片仔癀、六神曲、建曲、采云曲、霞天曲、黔曲、半夏曲、老范志萬應曲、泉州百草曲、沉香曲等,均是微生物固態發酵而成的中藥。不同培養基經同樣微生物處理后會產生不同的藥性,可利用該特性生產具有不同適應證的中藥。例如,發酵淡豆豉時,以桑葉、青蒿發酵者,藥性偏于寒涼,多用于風熱感冒或熱病胸中煩悶之癥;以麻黃、紫蘇發酵者,藥性偏于辛溫,多用于風寒感冒頭痛之癥[7]。

微生物發酵代謝產物是傳統中藥方劑配伍中的一類重要中藥。除目前仍在方劑配伍中廣泛使用的曲藥外,糞便類中藥作為微生物發酵代謝產物也被古今許多醫家用于傳統方劑配伍中,如《五十二病方》、《黃帝內經》、《中華人民共和國藥品標準•中藥成方制劑》等均有記載[8],最為著名的方劑有失笑散、溫病方劑神犀丹及三石湯等。在利用糞便類中藥配伍方劑治病方面,尤其值得一提的是清朝的著名溫病學家葉天士,他善于運用金汁配伍于方劑中治病救人,在黃英志主編的《明清名醫全書大成•葉天士醫學全書》中含“金汁”的臨床處方和方劑近100處之多,其中包括著名的溫病靈丹神犀丹。

1.2 微生物轉化中藥成分

微生物轉化中藥成分的研究始于20世紀90年代初,日本的小橋恭一發現中草藥成分如番瀉苷,可借助腸道細菌轉化為致瀉有效成分,隨后他的課題組對系列糖苷類化合物如黃芩苷、漢黃芩苷、人參皂苷等進行了研究,指出糖苷類化合物為天然前藥[9]。基本原理是利用微生物細胞產生的一種或多種酶把中藥中的一些化學成分轉化成結構相關的更有經濟價值的產物,來完成常規化學方法難以實現的生化反應,其本質是利用微生物本身所產生的酶對外源底物進行的催化反應,改變藥物原有性能,產生新的功能作用,或增強原有的功能活性。如口服人參皂苷類成分的腸內微生物轉化[10]。

將微生物工程技術應用于中藥創新,將是中藥創新研發中的新熱點,其主要特點可概括如下[2]:①藥物的有效組分、活性成分最大限度地得以提取、利用;②藥物進入人體后不能直接被利用的有效活性組分,可在體外生物轉化而被直接利用,將高極性中藥成分轉化為低極性成分,改善了藥物的脂溶性,使其功效迅速發揮;③可以提高中藥制劑的普適性,腸道微生態菌群因個體存在很大的差異性,結果引起藥物的生物利用和功能作用差異明顯,而通過體外生物轉化可避免之,從而提高其普適性;④微生物轉化后與原有藥物相比產生了新的活性物質,從而可能產生新的保健、治療或預防等功能作用;⑤其具有生產工藝可控、所得產物明確、制劑方便、便于與國際接軌等優點,因而是實現中醫藥現代化戰略的有效途徑。

2 酶工程與創新中藥

酶作為生物催化劑,在許多化學反應中具有不可低估的作用,作為生物進化的高級形式,與一般的化學催化劑相比,它可以在非常溫和的條件下高效、專一性地催化底物轉變為產物,具有廣闊的應用前景。酶是由細胞產生的具有催化能力的物質,其化學本質主要為蛋白質,少數酶同時含有少量的糖和脂肪,也有少數是核酸等其它物質。酶大部分位于細胞內,部分分泌到體外。新陳代謝是生命活動的最重要特征,一切生命活動都是由代謝的正常運轉來維持的,而生物體代謝中的各種化學反應都是在酶的作用下進行的。酶是促進一切代謝反應的物質,沒有酶,代謝就會停止,生命也即停止。酶工程技術是現代生物技術的重要組成部分,其特點是利用生物酶、含酶細胞器或細胞(微生物、植物、動物)作為生物催化劑來完成某些重要的化學反應,應用范圍包括醫藥、食品、化學工業,診斷分析、檢測分析和生物傳感器等。在中藥創新研發過程中,酶工程技術將具有舉足輕重的作用。

2.1 酶的分類與中草藥生物轉化反應類型

按照1961年國際生物聯合會酶學委員會(Enzyme Commission of International Union Biotechnology)規定的分類方法,不管酶的結構和性質如何,僅根據酶所催化反應的類型,將酶分為六大類,即氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶、合成酶或連接酶,對應為六大中草藥生物轉化反應類型。圖1概述了各類酶的特性與中草藥生物轉化反應類型[1,2,11]。

2.2 酶法轉化與中藥

近年來,藥代動力學研究證明,中藥成分中的糖苷類化合物在腸道內難以吸收、生物利用度低、腸內滯留時間較長,在人體內難以直接發揮藥效作用,絕大多數需經腸道微生物酶分解為次級苷或苷元,方能發揮藥效。從糖苷類化合物的結構角度看,含糖基越多,分子極性越高,水溶性就越大,相反水溶性越低,水溶性大的物質不易被小腸絨毛吸收,不易穿過腸壁,也就不易進入血液而發揮藥效,只有被腸道內微生物酶水解后才能被吸收而發揮藥效。因此,腸道內微生物酶濃度與酶催化活性直接影響著糖苷類化合物的藥效。研究表明,個體差異性影響腸道內微生物酶濃度與催化活性[12,13],患者體溫的升高會影響酶催化活性的發揮;隨著現代醫學事業的發展,濫用抗生素已經嚴重損害人腸道內的正常菌群,使腸道菌群失去平衡,不能分泌各種正常酶[14]。這些因素嚴重影響著中藥藥效的發揮。

如何將中藥材中的糖苷類化合物轉化成次級苷或苷元,將成為中醫藥現代化研究中的新熱點,可通過化學轉化、酶轉化、微生物轉化等方法實現之。化學轉化過程中,因強烈的酸堿水解作用而引起苷類物質結構和構型的改變,導致藥效消失和產物不穩定。因此,酶轉化與微生物轉化將更具潛力,微生物轉化的本質仍是酶轉化,酶轉化是中草藥生物轉化工程中的重要內容。在酶的催化作用下對中藥中的苷類成分進行系列結構修飾,引起中藥成分的共價結構發生改變,如化學基團的引入或去除、化學鍵的引入或斷裂等。修飾后,可引起藥理活性的改變,或中藥制劑(尤其是中藥口服液)風味的改善等。

有關酶法轉化中藥的研究開展時間不長,尚處于實驗研究階段。但是,不少學者已逐步認識到生物轉化技術將是中藥創新研究的重要方法之一。近年來,運用現代生物酶工程技術開展現代中藥研究,在酶法轉化中藥研究領域取得了一些成果。如利用自制復合酶對生曬參95%乙醇提取物、人參莖葉總皂苷、三七總皂苷、三七莖葉總皂苷等系列中藥有效部位進行了酶法轉化研究[2,15],通過HPLC和LC-MS分析發現可以明顯改變一些皂苷成分的結構,并降低相應化合物的極性,增加了有效部位中脂溶性含量;同時,利用這些復合酶直接酶法轉化處理人參、三七、三七莖葉等藥材,結果表明復合物酶亦能高效地轉化藥材中部分皂苷成分為低極性皂苷。這些低極性皂苷具有抗癌、免疫調節、改善微循環、調節消化機能、安神、抗衰老、抗緊張、預防消化道潰瘍、提高生命質量、增強記憶和學習能力等多種生物活性和藥效作用,還具有快速吸收、高生物利用度等特點。用酶法輔助提取清熱中藥黃芩活性成分時,HPLC分析發現提取物中的黃芩素和漢黃芩素等苷元含量遠遠高于藥典的提取方法,表明酶法輔助提取有助于黃芩苷、漢黃芩苷等轉化成相應的苷元[16,17]。

3 生物中藥的發展方向

上文從微生物工程與中藥、酶工程與中藥等兩方面綜述了中草藥生物轉化工程的核心內容;同時,在中藥儲存、炮制、方劑配伍煎制、體內代謝等過程中也涉及到生物轉化,囿于篇幅,不再詳述。

中草藥生物轉化工程融合了傳統中藥制藥工程、傳統發酵中藥技術、現代微生物技術、酶工程技術、中藥成分的代謝工程等多種工程技術,其在中藥新藥研究開發方面具有的獨特優勢,可為改善中藥功效、加快中藥制劑的起效速度、提高生物利用度、改善制劑功效的個體差異性、創制新劑型、創制新藥等方面提供嶄新的技術手段,有望給中藥新藥研究開發注入新的活力,并將為中藥創新帶來革命性的變革,具有廣闊的發展前景,預計不久將成為中藥創新研究中的“紅熱點”。中草藥生物轉化工程的發展方向將影響生物中藥的未來發展前景,今后應在以下幾個方面進行深入研究:①中草藥儲存過程的生物轉化及霉變生物轉化機制研究;②中草藥炮制過程中的生物轉化機制研究;③方劑配伍中的生物轉化原理及方劑煎制過程的生物轉化研究;④加強微生物和酶工程技術在中藥研究中的應用;⑤加強曲劑制備過程中的生物轉化機制研究;⑥加強糞便類中藥的生物轉化機制研究;⑦加強生物中藥制藥裝備的研究;⑧利用現代分析技術,建立快速而靈敏的分析檢測技術手段;⑨建立有效而快速的功效篩選模型;⑩加強中藥成分體內代謝轉化及功效個體差異性的研究;(11)在生物轉化研究過程中如何合理地貫徹中醫藥理論及現代科學方法論的指導思想,并吸收利用現代科學的有益成果。

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Biotransformation Engineering of TCM and the Innovation of TCM

Yu Chunhao, Zhang Haijiang, Zhang Ping

(Huaiyin Institute of Technology, Huaian 223003, China)

第7篇：基因工程技術的基本原理范文

關鍵詞：高校；獨立學院；特色專業建設；人才培養

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0146-03

特色是高等學校的生命線，特別是作為民辦獨立學院的我校，只有走特色發展之路，才能適應社會經濟發展、高等教育發展和中原經濟區建設的需要。專業建設是高校最重要的教學基本建設，決定著人才培養的格局與辦學水平，是提高教學質量和科研水平的關鍵，也是一項長期戰略任務，對高校的改革與發展具有深遠的影響[1，2]。特色專業是高校的一面旗幟，特色專業建設也是高校特色發展的重要組成部分[3]。高校的特色專業可以概括為：充分體現學校辦學定位，在教育目標、師資隊伍、課程體系、教學條件和培養質量等方面，具有較高的辦學水平和鮮明的辦學特色，獲得社會認同并具有較高社會聲譽的專業[4，5]。因此，在準確定位的前提下，我校特色專業建設的目標是“以質量求生存，以特色求發展”，同時堅持“科學、創新、示范”的建設原則，不斷增強特色專業建設的質量和水平，并以特色專業輻射和帶動其他學科專業的建設和發展，促進我校、院整體辦學水平的不斷提高。本文對新鄉醫學院三全學院生命科學技術學院特色專業建設進行了探討，以期為我校、院專業建設提供參考。

一、我院專業設置概況

我院現有生物技術、生物工程和生物醫學工程三個本科專業。生物技術是由多學科交叉形成的綜合性新興學科，具有基礎性強、涵蓋范圍廣、涉及領域寬等特點，是21世紀生命科學領域的核心科學技術，更是我國中長期科學技術發展規劃綱要中優先發展的學科之一。生物醫學工程是綜合生命科學與工程技術的理論、方法和手段，依靠理、工、醫緊密結合，促使理工學科與醫學相互滲透、相互交叉的一門新興學科，也是本世紀最具發展潛力的學科之一。生物工程是運用生物學、化學、工程學等基礎學科的基本原理，并與機械、電子、材料、醫學等多學科相互交叉、滲透、融合而發展起來的新興工程技術學科。我院于2005年設置生物技術和生物醫學工程，2008年又增加了生物工程專業，現有學生300余名。

二、我院特色專業建設優勢

我校是河南省唯一一所西醫類獨立學院，醫學專業已經具有了良好的社會聲譽，這一特色優勢為我院的生物技術、生物醫學工程和生物工程三個醫學相關專業醫藥特色建設奠定了堅實的基礎。同時，我省開設生物技術和生物工程的二本及三本院校，如河南大學、河南師范大學、河南農業大學等，專業大多是涉農方向，而開設生物醫學工程專業的院校還不多，這就為我院建設醫學特色生物技術、生物工程和生物醫學工程專業提供了寬松的外部環境。另外，新鄉醫學院生命科學技術學院已經積累了豐富的專業建設經驗，生物技術和生物醫學工程均為省級特色專業，這些經驗是我院特色專業建設的有力支撐。

三、我院特色專業建設目標

特色專業建設要有明確的目標，才能保證各項建設工作的有序開展。根據發展規劃和準確定位，同時兼顧科學性、創新性、前瞻性和示范性等原則[6]，我院特色專業的建設目標確定為適應社會發展對人才的需求，發揮已有的醫學專業優勢，辦出醫學特色，使我院專業建設與人才培養緊密結合中原經濟區建設、高等教育發展和國家經濟社會發展需要，同時為我校其他專業建設和改革起到示范和帶動作用。

四、我院特色專業建設模式

1.構建具有生物基礎和醫藥特色的人才培養方案。人才培養方案是實施人才培養的指導性文件，是開展各項教學活動的基礎，是組織實施教育教學活動的依據，對人才培養質量具有重要的導向作用[4，5]。以我校人才培養方案修訂工作為契機，改革課程和時間教學體系，構建了具有生物基礎和醫藥特色的生物技術、生物醫學工程和生物工程人才培養方案，為我院特色專業建設奠定了堅實基礎。（1）凸顯生物科學與醫藥融合的課程體系。結合教學實踐對課程設置和教學內容進行改革，科學合理安排必修、選修課程。對于生物技術、生物工程專業，課程設置以生物科學為基礎，將細胞生物學、微生物學、細胞工程、基因工程、酶工程和發酵工程等列為專業必修課；選修課程多設置醫藥相關課程，如生物技術制藥、醫學遺傳學、醫學免疫學等。這樣既可以保證學生的理論知識、實踐能力和綜合素質培養的要求，又可以充分利用我校已有的優質醫學教育教學資源，體現生物科學與醫學、藥學的緊密結合，辦出生物技術、生物工程專業的醫藥特色。在生物醫學工程專業課程設置中，將專業基礎課分成醫學基礎、電子學基礎和醫學儀器三大部分，注重教學內容的更新，打破不同學科課程間的壁壘，把理、工、醫多學科的交叉與相互滲透反映到教學內容中。優化教學方法與形式，采取靈活多樣的指導、啟發、討論式教學。如：充分發揮網絡的作用，開展網絡教育。新鄉醫學院和我省多數高校都已經加大了網絡示范課程的建設力度，一批精品課程及優秀教育教學資源正在通過網絡為廣大學生服務。借此平臺，學生學習的自主能動性極大提高，師生互動溝通的靈活性和及時性得到了有效保證，同時解惑答疑之余探討科研及教學管理的積極性空前高漲，教育教學效果明顯改善。因此，我校、院也于今年啟動了網絡示范課程建設，課程平臺已搭建完成，一大批優質教學資源也已上傳網絡供師生共享，如細胞工程網絡示范課程，有效促進了我院的教育教學效果和特色專業建設。（2）強化生物基礎與醫藥特色的實踐教學體系。實踐性強是我院各專業的典型特點，為提高學生動手能力，培養出創新性應用型專業人才，突出實踐性教學也是我院專業建設的主要特色。第一，強化實驗室教學，整合實驗教學內容，將其分為基礎實驗、專業實驗兩個層次和幾個系列，避免了實驗內容的交叉重復，使其更加系統和符合客觀規律，知識結構更加合理。第二，以指導學生畢業設計（論文）為基礎，設立科技活動小組，嘗試開放實驗室，讓學生參加教師科研項目，同時舉辦實驗技能競賽等活動。第三，不斷加強、擴充校外實踐教學基地與實習基地建設，尤其是以雙贏實習基地為平臺創新生產實習教學，如：加強我院生物技術、生物工程專業的野外經濟動植物實習和生物醫學工程專業的金工實習及與“駝人集團”的合作等。通過強化實踐教學體系，全面培養和提高了學生的觀察能力、動手能力、實踐能力以及思維能力、綜合分析能力和解決問題能力。

2.深化改革，探索“多樣化、實用型”的人才培養模式。人才培養模式是高校為學生構建的知識、能力、素質結構，以及實現這種結構的方式，它從根本上規定了人才特征，集中地體現了教育思想和專業的人才培養水平[6]。作為三本院校，我院特色專業建設始終重視人才培養模式的創新，把“厚基礎、寬口徑、強實踐、重創新、高素質”作為人才培養的基本原則，把“滿足學生考研、就業和用人單位需要”作為教育教學工作的出發點和落腳點，不斷激發學生的創業精神、創造品質和創新意識，構建“多樣化、實用型”的人才培養模式。

3.加強教師隊伍建設。“治校興業，人才為先；治教興學，惟在得人”。高素質教師隊伍是特色專業建設的基礎和根本保障，近年來我院狠抓教師隊伍建設，在人才聘任和引進方面向特色專業傾斜，在人員配備方面向特色專業靠攏，在人才培養和培訓方面向特色專業側重，收到了良好的效果。同時，我院充分利用新鄉醫學院的優良師資和各種有利條件，對專職教師進行理論及實踐教學能力的培養，使他們不僅具備較強的專業理論素養，在實踐操作技能教學方面也成為能工巧匠，切實提高教師隊伍的專業素質。

培育高校專業建設的鮮明特色，不僅是全面提高人才培養工作過程中的一項必要工作，而且是打造學校核心競爭能力的重要途徑[7]。面對競爭日益激烈的外部環境和人才培養工作的新形勢、新要求，我校應以自身專業、資源為基礎，以市場為導向，優化學科配置，構建完善的人才培養體系，打造具有三全學院特色的品牌專業，從根本上提升我校的核心競爭力！

參考文獻：

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[7]宋毅，蔣達勇.加強特色專業建設？搖培養適應社會需求的人才[J].中國高等教育，2008，（13）：32-25.

第8篇：基因工程技術的基本原理范文

工程倫理是工程技術人員及利益相關者在從事工程活動中處理個人與他人、個人與社會以及個人與自然關系的原則和規范要求。與一般的職業道德相比，工程倫理具有團體自律性、倫理專業性、行為規范性以及倫理實踐性等特點。 

工程倫理教育是經濟社會可持續發展以及國際高等工程教育的客觀要求。20世紀中葉以來，隨著工業化、城市化運動的推進，日益增多的工程項目對生態、資源的承載力和社會公共安全帶來了嚴重危機。一大批工程新領域，如生物工程、基因工程、信息工程、網絡工程等也帶來了全新的道德責任問題[1]。因此，工程倫理教育已成為國際高等工程教育專業認證的重要內容。如美國工程和技術鑒定委員會（ABET）制定的工程認證標準2000提出，工程專業的畢業生必須接受“在全球和社會的背景下理解工程方案的影響所必需的寬廣的教育”，具備“對職業與倫理責任的理解”以及“對當代問題的知識”。[2] 

工程倫理教育是應用技術大學人才培養的重要內容，也是其促進專業教育與思想政治教育、通識教育有機結合的有益探索。當前，應用技術大學工程倫理教育仍然較為薄弱。在思想認識上，部分高校存在著重科技輕人文、重實務輕綜合素質等傾向；在教學內容上，工程倫理教育從屬于思想政治教育學科，課程體系不夠完善，更缺乏適應高校學科領域或服務行業領域的特色課程；在教學方式方法上，多采用傳統的灌輸說教方式，理論教學和實踐教學脫節；在教師隊伍方面，主要是哲學、倫理學領域的教師，授課教師既缺工程學科和人文社會科學等多學科交叉的知識背景，又缺乏工程設計、施工和管理的實踐經驗。 

二、工程倫理教育的目標和內容 

（一）工程倫理教育的目標 

現代工程活動的綜合性、系統性、復雜性和協同性對工程技術人才提出了全新的要求。工程倫理教育旨在培養不僅具有扎實的專業知識和技能，而且具有高度社會責任感和較強的工程倫理素質的應用技術人才。在知識方面，具有豐富的工程倫理認知，形成敏銳的工程倫理意識；在能力方面，能夠準確把握工程倫理情境，掌握價值判斷、道德選擇技能，妥善解決兩難的倫理困境；在素質方面，具有高度的社會責任感，通過道德自律，自覺將專業倫理價值內化于心、外化于行。 

（二）工程倫理教育的內容 

1. 工程哲學的基本原理 

工程哲學是工程倫理教育的理論基礎。工程活動的本質是社會關系在一定時空范圍內的客觀反映，核心理念是“天人合一”、“以人為本”，根本目的在于提高人類幸福指數、促進社會可持續發展。近現代以來，隨著科學技術的發明應用，工程活動對自然和社會環境的影響廣泛而深刻，科技至上論、技術中立論等社會思潮一度主宰人類社會。現代工程技術人員在工程活動中時常面臨技術價值、經濟價值、社會價值、文化價值以及生態價值等多重倫理價值的道德判斷與選擇的倫理考驗。因此，工程技術人員及利益相關者如何看待工程活動中的多維倫理關系、在解決道德困境中應秉持什么樣的倫理價值觀和原則要求，成為工程倫理學所要解決的首要問題。 

2. 工程倫理問題 

敏銳識別工程倫理問題是工程技術人員倫理素質的基本要求。姜卉認為，工程倫理問題存在三個維度，分別是工程倫理的價值譜系、工程管理全生命周期以及具體工程領域的倫理問題。[3]首先，在工程活動中，工程技術人員的“義務發生對象”類別多樣，包括工程人員個人、專業、同事、雇主、客戶、承包商、公眾、自然環境等，因此，不同類型社會關系所存在的工程倫理問題也各不相同。例如，就工程人員與自身專業的關系而言，存在對職業的忠誠問題、是否勝任等問題；就工程人員與雇主的關系而言，存在兼職問題、虛報及謊報問題等。其次，工程活動包括規劃、設計、實施、驗收等多個階段，每個階段皆存在不同的倫理問題。例如，在規劃和設計階段，應綜合評估工程項目對各義務發生對象的影響，以價值排序原則選擇最佳方案；在實施階段，應嚴格遵循工作程序和操作規程要求，以保證工程品質。最后，具體工程領域（建筑工程、軟件工程、化學工程等）也存在不同各自不同的倫理問題。

       3. 工程倫理規范 

工程倫理規范是工程倫理教育的核心。認同、接受、履行工程專業的倫理規范是成為專業工程師的必要條件[4]。工程倫理規范從抽象到具體可分為三個層次：原則、守則和施行細則。一般而言，公眾健康、安全與福祉是各國工程專業團體公認的倫理原則。同時，各國或地區還訂有各具特色的倫理守則和施行細則。我國臺灣地區“中國工程師學會”1996年制訂的《中國工程師信條》包括4個層次，如，工程師對社會的責任、工程師對專業的責任、工程師對業雇主的責任、工程師對同僚的責任；每個層次分別包含2個倫理守則，如，工程師對專業的責任包括“敬業守分”和“創新精進”；每個倫理守則又分別包含6個施行細則。[5] 

4. 工程倫理的道德判斷和價值選擇能力 

工程倫理的道德判斷和價值選擇能力是工程倫理教育的關鍵。在工程活動中，工程技術人員雖然有現成的倫理規范可以遵循，但工程倫理規范的有效運用還需要工程人員準確理解倫理情境，正確認識與多重“義務發生對象”所產生的倫理問題和價值沖突，采取一定的原則、步驟和方法進行倫理推理，進而解決工程倫理困境。學者們提出了多種倫理模型，如卡羅爾倫理屏風模型[6]、弗里切的倫理決策支持模型[7]、AASCB綜合倫理決策模型[8]。國外工程倫理已經研究開發出解決倫理兩難問題的一系列方法，如美國工程倫理教育家哈里（Harris）等人建議的劃界法（line-drawing）和創造性的中間方法（creative middle way）、德國著名技術哲學家倫克（H.Lenk）提出的解決各種責任之間沖突的優先次序原則等。[9]此外，1990年芝加哥工程倫理教育會議又提出了七步法道德決策模式[10]。 

三、工程倫理教育的實施途徑 

（一）作為核心課程的工程倫理教育 

在美國，大學學術地位排行前九名的大學，如麻省理工學院、加州理工學院、康奈爾大學等都開設了相關的專業倫理課程。[11]我國大多數理工類高校尚未獨立開設工程倫理核心課程，以致工程倫理教育形式化和邊緣化，功能難以有效發揮。[12]因此，發揮學校學科特色，面向具體工程專業領域，開發建設融工程學科和倫理學科于一體的跨學科校本課程，是應用技術大學加強工程倫理教育的基本要求。 

大量引入真實案例或模擬案例，建立起完備的工程倫理案例庫，是豐富充實工程倫理教學資源的重中之重。一是挖掘整理我國的現實案例，努力開發針對本地、本專業背景的主題和案例[13]；二是借鑒美國等發達國家已有的案例資源，并結合我國歷史和現實國情進行選擇性吸收。在教學過程中將工程倫理理論教學與案例討論、工程倫理行為選擇的辯論相結合，發揮反面案例的警示作用和正面案例的引導激勵作用，強化對學生工程倫理的內化與工程倫理精神養成教育。此外，角色扮演、小組設計、計算機模擬、多媒體和網絡教學也是工程倫理教育的常用教學方法。 

（二）作為教育理念的工程倫理教育 

工程倫理教育是高等工程教育的有機組成部分。應用技術大學應緊密跟蹤當代工程實踐的發展趨勢，以“大工程觀”打破專業界限，注重科學與人文的學科交叉，重構專業課程體系，將工程倫理理念與內容有機融入到人才培養的各主要環節當中，提高學生將倫理思想運用于工程實踐的能力。一是整合工程倫理與專業技術課程，結合不同專業的特點有針對性地滲透工程倫理教育，如在建筑、機械、電氣等工程類專業加強質量意識、安全意識和環境保護意識的培養，在信息類專業開展信息工程倫理和網絡工程倫理教育等；二是整合工程倫理與非技術課程，將工程倫理教育納入人文社會科學等非技術性的課程中，如，將工程倫理與科學技術和社會（STS）整合在一起[14]；三是將工程倫理教育與學生實踐實習以及教師科研工作緊密結合，如通過課程設計、專業實習、畢業設計等主要教學環節強化工程倫理意識和道德選擇能力培養，組織學生結合專業特點到企事業單位開展工程倫理方面的社會調查和研究；四是廣泛開展以工程倫理教育為主題的多樣化的校園文化活動，如舉辦工程協會等各類社團、開展學術沙龍和專題講座等，積極發揮“隱性課程”的熏陶教育功能。 

（三）作為獨立學科的工程倫理教育 

工程倫理學是一門適應現代工程建設的自然科學、工程科學與人文社會科學相互交叉的相對獨立的綜合性學科，對從事工程倫理教育教學工作的教師的知識結構和科研方向有特殊的要求。應用技術大學應積極加強工程倫理學學科建設，為提高工程倫理教育水平夯實學科基礎。學科建設的重點是跨學科教學科研共同體的組建。一是整合校內外不同學科資源，積極打造工程倫理學協同創新平臺，明確研究主題與研究任務，催生一批高水平的科研項目和科研成果，并轉化為工程倫理教育教學資源；二是整合教育界和工業界人力資源，積極打造工程倫理教育跨學科教學團隊，加強對不同學科背景的教師進行跨學科領域知識、技能的培訓工作，鼓勵教師參加工程實踐活動，聘請工程界高級工程技術人員和管理人員到學校開設工程倫理課程等。 

（四）作為環境營造的工程倫理教育 

僅僅依靠提高工程技術人員個人道德覺悟和倫理選擇能力是無法改變當前工程界倫理現狀的，應用技術大學必須積極爭取政府、企業等社會各界的合作支持，在全社會營造良好的工程倫理教育環境，切實提高工程倫理教育的效果。一是拓展工程倫理教育的對象和范圍，將教育對象由在校學生擴展為全社會工程從業人員，將教育范圍由學校教育延伸至終身教育體系；二是改善工程倫理教育的制度環境，國家應完善注冊工程師制度、加強專業倫理審查，各工程社團應制訂倫理章程、加強專業自律，政產學研緊密合作共同推進工程倫理教育；三是培育工程文化環境，傳承我國歷史上優秀的工程文化因子，并積極與國際工程文化對接交流。 

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第9篇：基因工程技術的基本原理范文

特別是，隨著人體年齡增長，也隨著人類社會的不斷進步、工業化和現代化程度正在不斷提高，各種環境污染、工作壓力、精神負擔等越來越大，使得目前一些問題性皮膚、重金屬中毒性皮膚、激素依賴性皮炎和皮膚老化現象等越來越多、越來越重。如有些人曾因不慎使用過含砷、鉛、汞、鎘等重金屬嚴重超標的劣質美容化妝品導致皮膚遭受重金屬污染和損害，面部皮膚多呈青灰色或暗灰色、粗糙、異常色素沉著加深等；有些人曾因不慎使用過含違禁激素的美容化妝品導致面部皮膚敏感性和易感性增加，表皮明顯變薄、皮膚潮紅、萎縮等；有些人因嚴重的皮脂和毛孔堵塞及痤瘡丙酸桿菌感染，面部出現數量較多的黑頭、白頭、膿頭等限局性痤瘡；有些人因長期大劑量接受日光紫外線照射或環境中電離輻射影響，而導致皮膚組織自由基過氧化損傷和面部典型的光老化現象，皮膚彈力纖維斷裂，細胞DNA損傷，進而出現皮膚粗糙、黝黑、深度皺紋、血管擴張等；還有些人因皮膚組織排毒不暢、代謝廢產物清除不力、皮膚營養缺乏、護養不力等，導致皮膚自然老化明顯，皮膚出現干燥、蒼白、無光澤、彈性下降、皺紋增多、加深等；還有些人，使用很多種類化妝品都會出現皮膚不適，如皮膚瘙癢、針點狀紅斑、丘疹、水腫等。所有這些，使面部皮膚排毒養顏和美容抗衰老備受關注。一直以來，人們通常以對癥治療的模式處理這些皮膚問題，如對于敏感性皮膚采用脫敏療法，對于皮膚過敏則采用抗過敏療法，對于皮膚紫外線損傷采用防曬和抗氧化劑療法，對于皮膚油脂分泌過多則采用清洗和脫脂療法，對于已有感染的毛囊皮脂腺慢性炎癥痤瘡則采用抗菌療法，對于皮膚色素增多采用剝脫療法，等等。而上述種種療法雖可達到一定的治療效果，但卻很難從根本上解決問題，正所謂：治表難治里、治標不治本，而要從根本上解決這些面部美容及皮膚問題，必須表里同治、標本兼治。

因為，人體皮膚的最外層是非常難以逾越的皮膚屏障結構，它不僅由表皮，尤其是表皮角質層的物理性或機械性屏障結構組成，這種皮膚的物理性屏障功能不僅僅依賴于表皮角質層和表皮全層結構，也不僅僅與表皮結構性脂類神經酰胺、膽固醇和脂肪酸等脂質有關，而且也和皮脂腺與汗腺分泌的代謝性表皮水脂膜以及各種蛋白質、水、無機鹽以及其他代謝產物密切相關。因此，要徹底解決與面部皮膚美容相關的諸多問題，或使面部達到較為理想的皮膚美容抗衰老效果，必須采取綜合性有效措施，可逆性、實時性、適度性地調控人體皮膚屏障結構與功能。為此，我們近期專門設計和研究了一套新型而實用的皮膚微透析匹配制劑和一種無痛又無創的皮膚微透析療法。

設計依據

透析療法（dialysis？therapeutics，簡稱DT）可謂臨床醫學最重要的腎替代療法。對于一些嚴重的腎臟器質性病變及腎衰和尿毒癥患者，臨床除了進行血液透析、腹膜透析之外，正在開展皮膚透析。臨床醫學認為，人體之內的水分子、無機鹽和代謝產物，除了可通過泌尿系統（腎臟）、消化系統（腸道）和呼吸系統（肺臟）途徑排泄之外，尚可通過人體皮膚及其附屬器官的皮脂腺分泌皮脂和汗腺及毛孔分泌汗液不斷進行排泄和自主調節。健康成年人在正常情況下一天可通過皮膚組織大小汗腺分泌與排泄的汗液量約為50～700mL，在高于人體皮溫時，其汗液的分泌與排泄量甚至可高達1升至數升，通過這些汗液可排出的代謝產物及其它干物質可達2～10g/L。這是因為，當外界溫度在高于人體皮溫時或升至32℃以上時，皮膚組織上活動狀態的汗腺迅速增加，汗液分泌與排泄明顯增多。通常，人體可通過汗液的分泌與排泄，排出體內增多的水分、無機鹽、有機物及其它代謝產物。有學者報道，人在大量出汗時，一天可通過汗液排泄20～40g固形物，這些固形物除氯化物及無機鹽之外，還含有非蛋白氮及尿素、肌酐、肌酸、尿酸、磷酸鹽及某些酶等。還有學者發現，在進行皮膚透析時，老化皮膚的代謝狀況也在發生明顯改變，如壞血酸的濃度隨增齡而減低，糖負荷后老年人真皮和皮下脂肪組織透析液的糖濃度差大于年輕人，衰老皮膚的真皮和皮下組織間糖的彌散阻力增加等。由此可見，臨床醫學中用于嚴重腎臟器質性病變及腎衰和尿毒癥患者的皮膚透析療法在某些皮膚老化或皮膚嚴重衰老的人群具有一定的作用，也開辟了腎臟病人除了采用血液透析和腹膜透析療法之外的新的透析方法。

然而，這種可用于嚴重腎臟器質性病變及腎衰和尿毒癥癥患者的全身皮膚透析療法，其作用機制主要是通過發汗方式排泄腎臟組織難以排泄的體內代謝廢產物及多余的水分和無機鹽等。微透析是近年發展起來的一種動態采樣技術，它利用物質沿著質量濃度梯度進行擴散和透析膜對不同性質成分較為穩定的截留特性，通過在組織中植入半透膜探針，測定透析液中藥物的濃度便可推算組織中該藥濃度，或對特定部位細胞間隙中小分子化學物質進行活體取樣和靶器官直接給藥的新手段，以達到連續監測該部位特定化學物質動態變化的目的。目前這種微透析技術只能在臨床醫學作為診斷之用的主要是根據皮膚透析原理，尚未在人體治療，特別是皮膚美容方面應用。

人體皮膚及面部皮膚最外層的老化角質、皮膚表面分泌和排泄的過多酸性物、在環境中污染的有害物、有毒物、皮內代謝廢產物和可能導致皮膚感染的某些病原體及其隱藏在皮膚組織、甚至是皮膚細胞內的某些毒素和激素等，目前尚未有學者的實驗研究報道采用這種全身性皮膚透析療法對面部皮膚排毒養顏和美容抗衰老行之有效。特別是對于那些面部曾使用過激素和重金屬化妝品而最終導致毛細血管擴張、表皮萎縮、色素沉著加重、乃至毳毛粗黑濃密、表皮結構改變，屏障功能受損、皮膚血管收縮、一氧化氮蓄積、毛細血管直徑明顯擴大、產生紅斑、灼熱、瘙癢、水腫、皮疹.脫皮等皮膚炎癥及過敏性皮炎和刺激性皮炎等皮膚損傷，而早期傳統的全身皮膚透析療法也尚未見用在有關面部排毒養顏和美容抗衰老方面的報道。

而且，一種真正意義上的“皮膚透析療法”，或者說一種最具實用價值的理想“皮膚透析療法”，應重在其關鍵詞“皮膚透析”上，當采用更科學、先進、新穎、實用和高效、安全、實時等技術方法和手段，去合理調整皮膚新陳代謝后的生理平衡，并應同時高度重視皮膚透析療法中所包含的“透出”和“透入”兩個雙向調節的過程，即一方面應將人體內的有害物、多余物、代謝物和廢產物等及時排出體外、并有效清除之以消除其害；同時，還應將人體內所需要的營養物、功效物、活性物及療效物及時補入體內、并有效利用之以發揮其益。

而正是基于此技術理論之內涵、并合理借鑒此技術背景和科學依據，幾年前就曾在國內首先設計、研究和推廣應用過一種面部美容抗衰老的皮膚透析療法（skin dialysis therapeutics，簡稱SDT）。

設計原理

以往，已經設計和研究成功了一種可用于面部美容抗衰老的皮膚透析療法（SDT），其基本設計原理是：以人體最外層的皮膚表皮層作為皮膚透析膜，然后，通過某些生物物理、生物化學、分子生物學、天然藥物學等方法，逐步使面部皮膚最外層無生命和細胞結構的老化角質蛋白（死皮）移除，并能夠使皮膚組織接觸環境過程中殘留的污染物、蓄積的有毒物（主要包括有害重金屬、禁用類固醇激素、甾體激素及性激素等）、皮膚組織代謝過程中產生過多的酸性物、經皮排泄的代謝廢產物（主要包括非蛋白氮、氧自由基及其代謝產物）以及可能導致皮膚感染的某些病原體（主要包括某些致病性細菌、真菌、螨蟲）及其毒素等被及時排出至皮膚之外，然后有效清除之。

在上述面部美容抗衰老皮膚透析療法（SDT）的基礎上，而今又設計、研究和推出一種可同步進行面部排毒養顏和美容抗衰老的皮膚微透析術（Skin Micro-Dialysis Therapeutics，SMDT）。該皮膚微透析術（SMDT）設計的基本原理雖然同樣是利用人體最外層皮膚的表皮層作為透析膜所實施的面部皮膚排毒養顏和美容抗衰老的技術，但新的皮膚微透析術（SMDT）及其療法中不僅增加了“皮膚微透析”的概念，且在整個療法實施過程中，實際上也重點突出了“皮膚微透析”技術，即皮膚微透析療法（SMDT）匹配的所有制劑的分子量“微小化”（均

技術組成

皮膚的排毒養顏和美容抗衰老非常復雜，需要全面和綜合的科學技術方法和手段才能達成。全套新型、實用、無痛、無創面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法及其技術系統，主要根據面部皮膚結構和美容保健要求及皮膚微透析特點設計，它采用生物物理與電子儀器、生物化學與天然藥物、生物醫學與美容醫學、美容化妝品與皮膚抗衰老等邊緣學科、交叉學科等跨學科綜合研制而成，具有明顯的技術優勢和鮮明的技術特點。具體地說，這種面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法的全套技術組成（含匹配的皮膚微透析液的制備儀器設備）主要包括如下幾個部分：⑴皮膚微透析小分子透析液制備系統及儀器設備：由可調式恒溫A透析液生成器、可調式恒溫B微透析液生成器、可調式低溫雙層玻璃反應釜流式C微透析液、低分子化中空纖維超濾器等組成；⑵皮膚微透析小分子透析液：由首次疏通反應A微透析液、次級絡合反應B微透析液、營養保濕流式C微透析液等組成；⑶皮膚微透析膜包：由首次疏通反應A皮膚微透析膜包、次級絡合反應B皮膚微透析膜包、營養保濕流式C皮膚微透析膜包等組成；⑷皮膚微透析儀及其輔助系統：主要由皮膚微透析儀、冷熱兼容離子噴霧儀等組成；⑸皮膚微透析后期養護制劑：主要由促進面部皮膚表皮層新生細胞生長和增殖及再生修復和皮膚屏障功能重建的深海鱈魚天然多肽生物活性因子凍干粉及其活化液、促進面部皮膚真皮層細胞基質分泌及皮膚營養保濕和年輕化的酶解小分子深海鱈魚多肽凍干粉及其活化液等。

技術特色

1 .科學：面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法中所使用的制備儀器、匹配制劑、技術操作方法等，是根據人體皮膚組織結構及其代謝、皮膚老化現象及其特征、面部美容皮膚常見或疑難問題等現實特點，依據各學科的專業理論、技術和智慧進行集體論證、針對性設計和研究，涉及多個學科合理交叉、多個專業優勢互補，整體技術較為科學。

2 .先進：皮膚微透析療法的技術是采集多學科理論和技術設計和研究，科學應用生物物理與電子儀器、生物化學與天然藥物、生物醫學與美容醫學、美容化妝品與皮膚抗衰老等邊緣學科、交叉學科等跨學科技術，特別是在皮膚微透析小分子透析劑制備儀設計制造、皮膚微透析小分子活化劑皮膚微透析匹配膜包的配方組成、皮膚微透析營養修復多肽活性因子及天然藥物經皮傳遞載體分子構建及海洋生物活性多肽因子酶解和非酶解提取分離等方面，整體上較為先進。

3 .創新：面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法是在前期皮膚美容透析療法的基礎上，近期新設計和研究的升級產品和技術，特別是這種面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法的整體概念及其技術（包括皮膚微透析小分子透析液制備儀、皮膚微透析小分子活化液、皮膚微透析匹配膜包、皮膚微透析儀及其輔助應用系統、皮膚微透析后期護養的促新生細胞生長多肽和營養修復多肽活性因子等）獨特思考、設計和搭配，整體上具有一定的創新性。

4 .實用：面部皮膚遭受空氣污物、非法劣質化妝品中重金屬、激素、損容性致病菌及其毒素等有害物蓄積等造成皮膚傷害的排毒問，以及面部皮膚無細胞結構的老化角質和面部分泌過多的汗液、油脂、酸性物、皮下代謝廢產物、皮膚形成色素堆積等造成的面部皮膚美容問題等一直是美容醫學和皮膚護理及皮膚抗衰老領域最為重視和研發的熱點，也是眾多愛美和求美者最為敏感和關注的焦點，而今設計和研究的面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法具有無痛、無創、安全、有效，且整套系統及其匹配制劑已程序化、規范化、簡單化、舒適化等，因此，整體技術較為實用。

5 .合法：面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法中所使用的制劑均為國內外允許使用和添加于皮膚美容及其化妝品的，作用溫和、安全、無毒副作用，特別是整個技術過程絕對為無浸潤性、無痛、無創等方法，尚不屬于醫療美容的范疇，因此，特別適合在不同規模的美容和美體機構使用。

作用機制

面部排毒養顏和美容抗衰老皮膚微透析療法的作用機制明確而清楚，其每一步過程的具體作用機制如下：

第一，皮膚微透析小分子活化液中的首次疏通反應A皮膚微透析液及其皮膚微透析膜，能在皮膚上自然形成皮膚生理緩沖體系，使之接近人體皮膚的生理學特點，及時和有效地糾正或調節原來面部皮膚代謝性過程中所導致的皮膚酸堿度失衡、減少皮膚沉積過多代謝性酸堿性物質不平衡對面部皮膚的刺激和損傷、改善和調節皮膚組織生理平衡；這種皮膚微透析首次反應A透析液還能及時去除蓄積在面部皮膚來自外界環境的污物、異物和來自皮膚內源性分泌和排泄的代謝廢產物（非蛋白氮、無機鹽）及皮脂腺和汗腺分泌和排泄的過多油脂、汗漬及其有害有機物等，且老化角質蛋白（死皮）水解劑屬巰基蛋白酶及肽酶，具有較寬的底物特異性，可高效作用于角質蛋白有氨酸殘基羧基參與形成的肽鍵。切開角質蛋白質分子內部肽鏈使其降解或水解，從而最大限度降解并水解面部皮膚表面一些無細胞結構的老化角質蛋白（死皮），以及時疏通面部皮膚表面汗腺、皮脂腺、松解皮膚表皮層的屏障結構及細胞間隙和相關離子通道、有效預防或治療皮膚毛孔、汗腺、皮脂腺及細胞間隙及離子通道的封閉或堵塞等；同時，皮膚微透析首次反應A透析液中還對面部痤瘡、色素沉著等有很好的療效，且還可預防面部皮膚螨蟲和痤瘡桿菌等有害昆蟲和細菌的感染等。

第二，皮膚微透析小分子活化液中的次級絡合反應弱B微透析液及其皮膚微透析膜，可在首次疏通反應A皮膚微透析液及其皮膚微透析膜作用后，使面部皮膚的皮脂腺、汗腺、毛孔基本被疏通，皮膚屏障結構及細胞間隙和離子通道也部分開放，這可使它們加快與皮膚組織及皮膚細胞之中殘留和蓄積的有害重金屬和激素進行結合反應，并及時減輕或消除其對皮膚組織的生理性和病理性損傷。目前學術觀點和科學研究初步證實，砷、鉛、汞、鎘、鉻、釹等多種有害元素均對皮膚組織及其細胞造成損傷和破壞，及時消除并有效對抗這些有害重金屬元素對皮膚組織及其細胞的損害，是當今面部皮膚美容保健的重要內容。皮膚微透析小分子活化液中次級絡合反應B微透析液及其皮膚微透析膜，在面部皮膚組織中遇到這些對皮膚組織及其細胞有害的重金屬元素之后，即可形成一些毒性較低的穩定而可溶于水的重金屬絡合物，使其易于排出體外或皮外；另外，皮膚微透析小分子活化液中次級絡合反應B微透析液及其皮膚微透析膜所帶負電荷的非金屬離子，對某些有害重金屬具有較強的親和力和離子交換效應，一方面它們可對面部皮膚組織及面部皮膚蓄積的這些對皮膚有害的重金屬進行非共價鍵吸附，使其減少在皮膚組織中的自由擴散和彌漫性游走，以控制其損傷和破壞加重或蔓延；另一方面，這些重金屬絡合劑或解毒劑通過離子交換反應，降低有害重金屬的級聯損傷效應。通過熱噴發汗，可使上述被絡合的有害重金屬不斷被排出皮外，從而減輕、改善或消除面部皮膚曾因過多使用含重金屬等劣質美容品或化妝品所產生的皮膚損傷或致敏狀態。除此之外，次級絡合反應B微透析液及其皮膚微透析膜還可作為面部皮膚組織中有害重金屬的阻斷劑或拮抗劑，參與或阻斷這些有害重金屬在皮膚組織及其細胞中的某些生物化學反應和損傷過程，大大減少或減輕這些有害重金屬的毒性作用及其對面部皮膚的損傷及有害作用。不僅如此，皮膚微透析小分子活化液中的次級絡合反應B微透析液及其皮膚微透析膜，還能對皮膚組織及細胞中的酪氨酸酶輔基或激活劑銅離子進行結合，不僅可抑制酪氨酸酶的活性，控制多巴色素反應產物生成、減少黑素和黑素顆粒遷移、轉運至皮膚表面，從而減輕面部皮膚色素沉著，達到皮膚增白之目的。目前的學術觀點和科學研究結果還普遍認為，含有某些類固醇激素、甾體激素、性激素等美容化妝品及外用制劑在面部皮膚的濫用，不僅會對皮膚組織及其細胞的正常結構和功能造成不良影響，而且還會造成皮膚及其細胞的明顯損傷和破壞，輕者可致其面部皮膚出現致敏狀態或輕度反應，重者可使其面部出現難治性激素依賴性皮炎等。而今的皮膚微透析小分子活化液中的次級絡合反應B微透析液及其皮膚微透析膜，在與面部皮膚組織及其細胞上相應激素接觸后即可發揮積極的表皮及屏障功能修復和抗炎效應。其抗炎作用機制主要是在皮膚組織及其細胞內阻斷引起敏感性膚質的花生四烯酸生成前列腺素及白三烯等炎性遞質，從而達到抗炎和止癢等作用；同時，通過抑制皮膚組織及其細胞內的鈣依賴性信號傳導途徑及抑制皮膚肥大細胞和嗜堿粒細胞內合成炎性介質的釋放，降低朗格漢斯細胞對免疫細胞的刺激活性，發揮局部免疫調節、抗炎及止癢等作用，并可改善一直受激素或非激素導致的皮膚萎縮、毛細血管擴張、過敏反跳現象等不良反應。特別是皮膚微透析小分子活化液中的次級絡合反應B微透析液及其皮膚微透析膜之中所含有的某些天然植物提取物在分子結構上與糖皮質激素非常接近和類似，具有激素樣正能量，但無激素樣的副作用。

第三，按照美容護理的常規方法，不斷向正在進行皮膚微透析的面部進行熱噴，實時對面部皮溫進行合適提升，以此開啟皮膚的溫熱效應和溫和物理刺激，此溫熱效應提高組織溫度，加快促進面部皮膚大小血管和毛細血管舒張，加快促進皮膚組織血液循環，血流速度加快，加速皮膚組織的新陳代謝，使經過上述微透析的面部皮膚汗液大量分泌和排泄。而且，不斷向正在進行皮膚微透析的面部進行熱噴，實時對面部皮溫進行合適提升，以此開啟皮膚的溫熱效應和溫和物理刺激，還可反饋性地引起正電位、肌電位、神經生物電位發生有益的改變，調節局部免疫狀態，抑制毛細血管的通透性，抑制和減少生物活性物質（組胺、五羥色胺、前列腺素、激肽、緩激肽、慢反應物質等）的釋放。在離子水熱噴的作用下面部皮溫升高可致大量出汗，可將經過首次疏通反應A微透析液和次級絡合反應B微透析液及其微透析膜中吸附的有害重金屬、有害激素和其它代謝廢產物及毒素等隨大量汗液不斷被排出皮膚之外、并被純凈水噴洗干凈除之。這樣一來，即可大大降低或消除蓄積于皮膚組織及其細胞內的多種有害重金屬、激素、代謝廢產物和毒素等；同時，進一步促進面部皮膚組織中汗腺和皮脂腺活動興奮，大量毛孔盡可能擴張，并通過這些擴張的汗腺、皮脂腺和毛囊孔等不斷排泄那些儲留過多的皮脂、無機鹽、非蛋白氮等，從而，達到皮膚微透析需要達到的排毒養顏、美容與保健的療效。

第四，在皮膚微透析者面部皮膚補充營養保濕流式C皮膚微透析液或者貼敷營養保濕流式C皮膚微透析膜后，再采用美容常規法中的離子水冷噴，最后再涂抹一層防曬保濕底膜，其作用機制是：通過于皮膚微透析部位補充營養保濕劑，為經過皮膚微透析凈化后的面部表皮屏障結構的重建提供基礎條件，并及時改善和補充經過皮膚微透析凈化后面部皮膚的營養和水分等；而不斷緩慢向面部皮膚進行大量去離子水冷噴，為的是盡快降低皮膚表面的溫度，使被熱噴過度刺激的血管、汗腺、皮脂腺和毛孔等自然恢復到生理常態，一方面使面部皮膚組織收縮、緊致、皺紋減輕或減少，另一方面，在進行離子水熱噴之后再實施離子水冷噴，則可大大降低被熱噴激活的表皮基底細胞層黑素細胞的增殖或活化，使受溫升影響的多巴色素反應進程逐步減慢或完全抑制，這樣，可使黑素蛋白和黑素顆粒轉運和表面移行得以及時控制，這樣，即可有效降低了上述反應可能導致的皮膚色素生成過多、沉積加重，從而使經過上述皮膚微透析的面部皮膚更加白皙、光亮和年輕。而且，離子水的低溫冷噴還能降低皮膚瘙癢傳導神經纖維的敏感性，增強皮膚抗敏止癢物質的釋放，起到皮膚鎮靜作用。而最后涂一層防曬保濕底膜，其機制一方面是希望通過這層防曬保濕底膜預防和減輕經過皮膚微透析后的面部皮膚易遭日光中紫外線曬黑和氧化損傷，而另一方面也是為了有效抵御空氣及外界環境中化學污染物和有害異物的二次級聯損傷，以更好維持和保護皮膚微透析的效果。

第五，在美容機構完成皮膚微透析后，交給皮膚微透析者進行后期皮膚養護的兩套制劑，一套是深海鱈魚天然多肽生物活性因子凍干粉及其活化液，另一套是酶解小分子深海鱈魚多肽凍干粉及其活化液。深海鱈魚天然多肽生物活性因子凍干粉中不僅含有豐富的天然生活性多肽，而且，還含有多種高效皮膚細胞生長因子等，且其活化液中還含有匹配的皮膚細胞活化液和營養保濕滋潤因子等，對于加快促進面部皮膚新生細胞生長發育和增殖分化及表皮組織再生修復和皮膚屏障功能重建提供良好的微環境和培養基。而深海鱈魚酶解小分子深海鱈魚多肽凍干粉中不僅含有豐富的小分子生活性多肽，且還含豐富的皮膚真皮層膠原蛋白特征性的甘氨酸-脯氨酸-羥脯氨（Gly-Pro-Hyp）三肽序列成分及其相應的小分子量的寡肽，它們為皮膚微透析的面部皮膚提供了合成膠原纖維和彈性纖維的原料，也為皮膚彈性、韌性和膠原纖維和彈性纖維及網狀纖維間分布大量的水分、細胞外基質和細胞等是提供了重要而充足的生化反應及細胞營養原料；同時，深海鱈魚酶解小分子深海鱈魚多肽，還能加快促進經過皮膚微透析后的面部皮膚真皮層中新生結構組織膠原和酸性粘多糖及透明質酸等細胞基質的合成與分泌，這些對于皮膚營養、保濕、抗皺等皮膚年輕化具有積極意義。