基因工程技术的基本原理精选(九篇)

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第1篇：基因工程技术的基本原理范文

现代科学技术概论不但应该是现代科学技术成果的概论，而且也应该是现代科学技术发展历史和规律的概论。离开现代科学技术发生、发展的历史，静止、孤立地介绍现代科学技术的基本理论和成果，就会使现代科学技术概论这门课程变得零乱庞杂而不成体系。而如果把“史”与“论”有机地结合和统一起来，则不但能克服“零乱庞杂”的缺陷，而且还能为现代科学技术概论这门课程注入生机和活力。同时，把“史”与“论”结合起来，更是为思想政治教育专业学生开设这门课程的教学目的之所需。作为思想政治教育专业的学生，通过现代科学技术概论课程的学习，不但要了解现代科学技术的主要成果、历史演进和完整体系，而且要了解科学技术发生、发展的一般过程和规律，了解哲学产生的现代科学技术基础以及对于推动科学技术发展的重要作用和意义。因此，只有做到史论结合，才能达到开课的目的和要求。

2现代科学技术概论的教学内容与体系

根据上述三原则，笔者认为，思想政治教育专业现代科学技术概论课程的内容与体系可做如下安排。导言。概要介绍现代科学技术及其理论基础、前沿阵地、中心内容和综合体现。

第一章，现代物理学革命及其影响。介绍现代科学技术的理论基础———相对论和量子力学。引言，概述近代物理学的辉煌成就及其所遇到的“两朵乌云”。第一节，相对论的建立。根据逻辑与历史相统一的原则，具体讲授伽利略变换和力学相对性原理，迈克尔逊—莫雷实验，洛伦兹变换的提出，爱因斯坦的狭义相对论及其主要结论，广义相对论及其验证。第二节，量子力学的建立和发展。一、量子力学产生的历史背景，概要介绍黑体辐射理论和紫外灾难。二、量子力学的建立与发展，具体讲述普朗克的量子假说，爱因斯坦的光量子理论，玻尔对原子结构的量子解释，德布罗意的物质波，薛定谔的波动方程，海森伯的矩阵力学。第三节，现代化学理论的发展。主要讲授元素周期理论的新发展和现代化学键理论。

第二章，原子物理学的开发研究及应用。主要讲授从物质结构的研究到原子能的开发和应用。第一节，对微观世界的探索和认识。一、物质结构初探，复习回忆德谟克利特的原子论，道尔顿的原子说，门捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的进军，主要讲授X射线、放射性元素及电子的发现，原子结构模型及其实验和发现，原子核结构模型及其实验和发现，对基本粒子家族的认识。第二节，原子能的开发研究及应用。一、原子能的开发研究:重点介绍原子能开发研究中的三大发现，即慢中子效应的发现、核裂变的发现和链式反应的发现。二、原子能的应用，包括能源方面的应用和放射性同位素的应用。能源方面的应用包括两个方面:一是军用三弹即原子弹、氢弹和中子弹的研制;二是核电站的发展，主要介绍从慢中子反应堆到快中子增殖堆再到核聚变反应堆的历史发展。放射性同位素的应用可概要介绍在生产、生活、科研、军事上的应用及其成果。

第三章，生物学与生物工程技术。生物学是研究生命的科学;生物工程技术是用人工的方法创造生命的技术。生命科学是现代科学的三大前沿阵地之一;生物工程技术是现代科学技术的主要内容。第一节，生命的起源和生物的进化。一、生命起源的化学进化历程:从无机小分子物质生成有机小分子物质;从有机小分子物质形成有机高分子物质;从有机高分子物质形成有机多分子体系;从有机多分子体系演化成原始生命物质。二、生物进化论，主要介绍拉马克的生物进化学说和达尔文的生物进化论。第二节，现代遗传学和分子生物学。一、遗传学:主要讲授孟德尔的豌豆实验及其遗传学说;摩尔根的果蝇实验及其遗传学说。二、分子生物学:重点介绍蛋白质的性质、结构和功能;核酸的性质、结构和功能。第三节，生物工程技术。生物工程包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程四个部分的内容。因学时限制，可重点介绍细胞工程和基因工程两个部分。一、细胞工程，应首先讲授细胞的全能性，然后在细胞全能性的基础上具体介绍植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞折合和胚胎移植技术、克隆技术等内容。二、基因工程:(1)基因工程的基础研究，主要介绍限制性内切酶、连接酶和基因载体的发现和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括获取目的基因DNA、获取载体基因DNA、目的基因DNA与载体基因DNA的重组、把重组的DNA转入受体细胞进行增殖和筛选转基因生物体五个步骤及方法。三、生物技术的应用前景。主要介绍生物医药的研制及应用、生化工业的迅速发展、转基因动植物的大量出现，人类基因组计划(HGP)及其广阔的应用前景。

第四章，天文学和天体演化学说。天体演化学说是现代科学的三大前沿阵地之一，本章在重点讲述天体演化学说之前，先把天文学的相关知识作一简单介绍。第一节，天文学及其产生和发展。一、概要介绍天文学的研究对象和分类;二、重点讲授天文学的产生和发展:具体介绍古代天文学、近代经典天文学和现代天文学的发展情况。第二节，获取天体信息的渠道和手段;可分三个大问题来讲述。一、获取天体信息的渠道，主要介绍电磁辐射、宇宙线和中微子三条途径;二、获取天体信息的物质手段和仪器设备，主要介绍人眼的构造和功能、光学望远镜、射电望远镜和天体摄谱仪;三、天文观测发展简史:依次介绍光学天文学、射电天文学和空间天文学。第三节，天体的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介绍牛顿“无限无边”宇宙模型及其疑难、爱因斯坦“有限无边静态”宇宙模型及其疑难、哈勃定律与大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先对星系及其类型作一简单的介绍，然后在此基础上介绍星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具体介绍恒星的形成，表征恒星演化过程的赫罗图，恒星演化过程的三阶段，即主序星阶段、红巨星阶段和恒星的三种归宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太阳系的形成和演化:主要介绍太阳系的基本情况和太阳系的形成和演化两部分内容;五、地球的构造和演化:包括地球概况、地球的圈层构造和地球的形成和演化。

第五章，信息技术和激光技术。人类历史在经历了6000年的农业社会和近300年的工业社会以后，现在正在迅速走向第三个文明社会———信息社会。所谓信息社会，就是信息在社会生产和生活中起主导作用的社会。信息技术和信息产业，是信息社会的重要支柱。所谓信息技术，就是信息的获取、传递和处理技术。信息技术以微电子技术为基础，包括计算机技术、通信技术、光导技术和人工智能技术等。第一节，微电子技术。一、微电子技术的出现:具体介绍集成电路的诞生、集成电路的种类及其历史发展和集成电路的制作工艺;二、微电子技术的应用。第二节，计算机技术。一、计算机概述:具体介绍计算机的结构与功能、计算机的特点和计算机的历史发展;二、计算机的应用:主要包括数值计算或科学计算、数据处理或称信息处理、实时控制或称过程控制、计算机辅助系统、人工智能或称智能模拟等;三、信息高速公路。第三节，通信技术。一、电气通信:主要介绍电话通信和非电话通信及传真;二、光纤通信:具体介绍光纤通信的基本原理、光纤通信的优点、光纤通信的应用和发展;三、卫星通信。第四节，激光技术。一、激光与激光器:具体介绍激光产生的基本原理、激光的特点、激光器的构造等内容。二、激光技术的应用:概要介绍激光加工(包括激光铸模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技术及其在农业、医疗、军事上的广泛应用。

第2篇：基因工程技术的基本原理范文

1　分子生物技术概述

分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行生产加工，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志，迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景，受到了各国政府和企业界的广泛关注，是21世纪高新技术产业的先导。医学领域是分子生物技术最先登上的舞台，也是目前现代分子生物技术应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。据统计，国际上分子生物技术领域所取得研究成果的60%以上集中在医学领域。

2　分子生物技术在医学领域的重要应用

2.1　分子生物传感器在医学中的应用

分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术，将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体液中的微量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中，这些项目是临床诊断和病情分析的重要依据。能够在体内实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都很有帮助。

2.2　分子生物纳米技术在基因诊断中的应用

基因诊断是利用分子杂交及荧光技术检测DN段，已经为基因诊断在临床上的应用带来了巨大的发展前景。研究表明，利用纳米技术，如利用金纳米微粒结合杂交DN段，很容易进入机体细胞核，并与核内染色体组合，具有较高的特异性，可以克服目前基因诊断所面临的一些困难和问题，进一步提高了基因诊断在实验室中的地位。科学家通过超顺磁性氧化铁纳米粒脂质体对肝癌的研究，提高了直径3 mm以下的肿瘤检测率。结论表明，纳米微粒对肿

瘤早期发现、早期诊断具有重要意义。

2.3　分子生物技术在医学制药中的应用

分子生物技术发展的一个重要方向是医学制药的研究与开发。与传统的化学合成制药相比，它不仅具有针对性强、疗效好、副作用较小的优点，同时对蛋白质药物改造、提高疗效、降低毒性、提高稳定性具有重要作用，并且能够利用生物系统，将自然界中存在的含量极低的有效生物活性物质进行大规模生产以及建立起高效、快速、准确、简便的分子诊断技术和开发出新药，更重要的是可以预防和治疗一些应用传统治疗方法无法克服的疾病。目前这一领域的应用主要包括以下几个方面：生产基因工程药物；生产发酵工程药物；生产核酸类药物；利用生物系统加工天然药物；从海洋生物中纯化提取药物。

2.4　分子纳米技术在基因疗法中的应用

基因治疗是临床治疗学上的重大发展，其基本原理是:质粒DNA进入目的细胞后，可以修复遗传错误，或可产生治疗因子，如多肽、蛋白质、抗原等，纳米技术能使DNA通过主动靶向作用定位于细胞。将质粒DNA缩小到50～200nm，带上负电荷进入到细胞核，插入到细胞核DNA的确切部位，起到对症治疗效果。同时分子纳米技术能够快速有效地确定基因序列、基因和药物的体内走向、传送和定位传递，使临床诊断和治疗过程效率得以提高。同时无机纳米颗粒体积小，可在血管中随血液循环，透过血管壁进入各个脏器的细胞中，作为新型非病毒型基因载体能有效介导DNA的转导，并使其在细胞内高水平的表达，从而为基因表达、功能研究及基因治疗提供了新的技术和手段。

2.5　分子生物芯片技术在医学检验中的应用

第3篇：基因工程技术的基本原理范文

【关键词】《生物技术制药》 教学改革 教学内容 方法

《生物技术制药》课程是药学专业必修的一门主要的专业理论课，是一门涉及生物学、医学、药学、生物技术、化学和工程学等学科基本原理的综合性应用技术科学。其任务是使学生了解生物药物的来源及其原料药物生产的重要途径和工艺过程，掌握生物制药的一般提取、分离纯化原理与方法，了解各类生物药物的结构、性质、用途和产生方法、生产工艺原理与过程。通过该课程各个教学环节的学习，学生应具备生产药物研究、生产、开发的基本知识、基本技能，并且应具有现代生物技术研究、开发生物技术研究、开发生物药物的初步能力。

一、教学内容改进

（一）突出学科特色，调动学生积极性

《生物技术制药》是药学学生的主干课程，对生物制药方向的学生来说尤其重要，但学生初步接触这门学科时则并没有这样的意识。因此，需针对《生物技术制药》这门学科实践性的特色，改变传统教学方法中的弊端，结合学生专业特点，在教学初期就提高学生对《生物技术制药》的实践价值的认识。

随着生物技术和生物分离工程技术的迅速发展，有关生物技术制药的新理论、新工艺、新技术层出不穷。同时由于生命科学的快速发展，生物技术在医药领域获得了越来越广泛的应用，生物药物种类和数量迅速增加，该领域的知识更新加快，教学中需要不断补充新知识和新内容。同时，学生仅仅掌握书本上和教师讲授的内容，远不能满足将来工作中知识不断更新的需要。要使学生充分了解、学习《生物技术制药》这门课程，为今后的生产实践服务，为科研服务，必须在教学过程中注重学生实践能力的培养，广泛开展实验课。例如进行一些与日常生活有关的发酵等实验，充分调动学生学习的积极性，提高学生的动手能力，为今后的科研工作提供一个良好的开端，真正展现《生物技术制药》的学科特色与魅力，达到更好的教学效果。

要加强和药学相关学科的联系。生物技术制药的目的是最终获得用于疾病治疗和预防的药物，这就需要药学相关学科的支持，如药剂学、药理学、药物分析、药物化学等。因此，在教学过程中，要结合通过生物技术获得医药品的特点，引导学生复习相关学科知识，加深学生对本课程内容的理解，提高教学效率。如在讲解基因工程药物稳定性考察时，联系药剂学中药物常用的稳定性考察方法，通过对比基因工程药物和化学药物结构特点，引出基因工程药物稳定性需从其纯度、生物活性等多方面综合考察，而不能简单采用药剂学中介绍的Arrhenius动力学方程测定。

（二）优化教学体系，避免教学内容重复

在讲解《生物技术制药》过程中，发现在以往的教学过程中学生已学习了基因工程制药、微生物制药、酶工程制药、发酵工程制药等药上游工程内容，因此学生在学习该课程时，已对生物制药这些上游技术有所了解。为避免教学内容重复，在考虑该课程的教学内容定位上，生物制药工艺学应从完整的专业教学体系出发，保持与已授课课程紧密联系，且不发生重复，在讲解这部分内容时，应重点讲授下游部分，构建完整的专业知识框架，并选编部分药品生产理论为辅的新教学体系和教学内容，同时引用生物技术的新成果、新应用和新发展。因此，在生物药物的种类发展速度上、在生物药物占制药工业生产的产值上等方面向学生介绍最近研究数据和研究成果是合适的。如介绍最近获奖的顶尖技术――核酸干扰技术，用于抗击甲流H1N1流感及其他疾病治疗药物的发展前景等，这样可拓宽学生的视野和知识面，培养学生注意该学科的最新发展，用现实的、发展的眼光理解书本知识的习惯。

（三）突出教学重点，丰富教学内容

《生物技术制药》教学涉及内容很多，而细胞破碎浓缩、产物提取、分离层析、产物结晶干燥等是生物技术制药的主要流程，因此，所有章节的介绍均要围绕这一主线作为授课内容安排的依据，形成以预处理固液分离、细胞破碎、沉淀、蒸发浓缩、膜过滤、萃取及双水相分配、吸附层析技术、结晶干燥、废液处理为主要构成的共性工艺单元体系。讲授每一章的同时，要考虑不同生物药品生产过程中的特殊性，有重点地加以补充。例如在层析技术章节中增加微生物药物抗生素分离常用离子交换技术及离子交换剂选择使用，同时有针对性地将一些具体的实例分析其所采用的生产工艺单元的优缺点，以“工艺案例带动教学”及“科研带动教学”两种模式的有机结合，将抽象的工艺理论具体化。在所有工艺单元学习完后，再选择微生物药物链霉素生产工艺及基因工程药物重组人表皮生长因子工艺两个典型的工艺实例，将前面所学的单元知识按照工艺学路线整合起来，从而在整体工艺流程上加深对工艺知识的理解，这种有层次感的教学内容体系在实际的教学过程中起到了较好的效果。

二、课程教学改革的方法

（一）充分利用多媒体教学手段，教学内容形象生动

对于大多在校本科生来说，由于缺乏在制药企业实践接触的机会，在学习生物技术制药学课程各章内容时，显得较为抽象，而且直接书面讲授，学生很容易对教学单元操作基本原理一知半解，兴趣不高。随着时代的发展，多媒体教学走入生活，其以计算机和教学投影仪等先进设备为主要手段，运用集图、文、声于一体的现代信息多媒体教学模式，充分发挥现代信息技术的优势，提高了教学效果，调动了学生的积极性。如，在离子交换章节的讲解时，学生对离子交换的原理能理解，但对离子交换剂的实物形态、树脂交换罐的具体结构认识较模糊。通过课件演示，形象生动地将技术原理以及设备内容结构特点动态展现出来，在工艺学教学过程中形成理论指数与形象感受交叉互动，从而使课堂气氛活跃，达到了非常满意的教学效果。但有的课件只是书本搬家，把屏幕当成电子黑板；有的只是“绣花枕头稻草芯”；教师授课只是照“本”（屏幕）宣科，忽视了师生之间的情感交流，形成了“学生瞪着眼睛看，教师围着电脑转”的现象，学生成了所谓的观赏者，对所学内容印象不深，甚至形成了课下学生借来教师课件抄誊课件的情况，教师自身的“媒体”作用得不到充分发挥。因此，在充分利用多媒体课件的同时，应尽快提高教师的多媒体教学课件制作技术，或研制适合针对给不同层次、不同专业学生授课应用的教学课件，提高教师应用多媒体教学的技术势在必行。

（二）开展合作研讨性教学活动

为了加强《生物技术制药》的教学力度，可结合演示和提问的方法，克服主观能动性发挥不足的弊病。课堂上有问有答，课下积极讨论，实现教与学的互动，使教学气氛活跃，培养了学生的综合素质和能力。提问时用有启发性的问题把教材中的重点、难点予以阐述，设计一些容易混淆的问题，以检测学生的掌握程度。如讲到结晶的方法时，比较饱和溶液的形成，有盐析结晶法、微量扩散法、化学反应结晶法、共沸蒸馏结晶法等在结晶形成状态上与晶体质量影响上的区别等，使学生对每一节课的教学内容都有清晰、深刻的印象和牢固的掌握，引导学生自觉对书本知识进行概括和总结，从而达到理想的教学效果。

【参考文献】

[1]曹筑荣，杲修杰，吴守振，等.提高生物技术制药教学效果初探[J].长江大学学报（自然科学版：农学卷），2009（04）.

[2]徐广宇，白羽，杜培革，等.生物技术制药教学改革初探[J].基础医学教育，2012（10）.

第4篇：基因工程技术的基本原理范文

[关键词]分子生物学 教学方法 自学能力 创新思维 创新能力

分子生物学是前沿性很强的一门专业基础课，是一门在分子层面上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学，它主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机理。也是目前生命科学领域中发展最为迅速最具活力的学科。它的发展几乎渗透到生命科学的各个领域。其研究成果已在工业、农业、医学以及生物制药等领域得到了广泛应用。由于分子生物学的内容十分丰富而繁杂、知识点多、信息量大，并且发展日新月异，新理论、新技术层出不穷，因此在有限的学时内要更加全面而深入地让学生学习和掌握本门课程的内容，传统的教学方式方法就面临着挑战。这就要求把“重在培养学习能力、创新意识”的教学策略运用于分子生物学教学中，让学生能够积极思考，主动学习。根据几年来的教改实践，我们认为在分子生物学教学中因课程内容，而采用不同教学方式，重视教学方法灵活多样化对于培养学生的分析问题解决问题的能力、创新思维和创新能力十分有益。

一、改革课堂教学模式，重视教学方法灵活多样化

俗话说：“学为定规，教无定法”，目前国内大学应用的教学方式很多，如讲授式教学、讨论式教学、参与式教学、谈话法、读书指导法、自学加课堂讨论法、以问题为导向的 PBL（ Problem-Based Learning）教学法等等。在授课过程中，立足本学科特点，以“强化基础知识理论，拓展知识面”为指导思想，我们目前以朱玉贤的《现代分子生物学》作教材。该教材综合了生命科学在分子水平上所取得的研究成果、所发现的基本规律与原理、所提供的新思维、新方法，全面、完整地反映了分子生物学各领域的最新进展，符合本科生物类专业的教学要求。因课程内容，而采用不同教学方式，重视教学方法灵活多样化。比如①最经典的教学模式是以教师为主，教师讲、学生听的“讲授型”模式，是教师运用口头语言向学生描绘情境、叙述事实、解释概念、论证原理和阐明规律的一种教学方法，在“传道、授业、解惑”中起着重要作用，因此其仍是现在的主要教学模式。

二、改革教学方法，培养大学生快速学习和获取一些新的知识的能力

大学是培养高等人才的重要基地，大学培养的人才将成为社会各领域的主要建设者。面对科技的快速发展和社会竞争的日益激烈，知识的更新越来越快，大学生只掌握课本和老师传授的知识是远远不能适应今后的工作和学习的。他们必须具备较强的学习能力，能够快速学习和获取一些新的知识，掌握学习方法，是提高学生学习能力的重要手段。制约大学生创新能力培养的因素主要有以下几个方面： 第一，目前大多数高校仍采用单一教学模式、统一的教学计划和人才培养模式； 第二，当代大学生普遍具有创新意识，但不善于利用和创造条件； 第三，由于大学生知识面窄，学科之间缺乏合理的整合，虽然思维敏捷，但缺少创新性思维方式； 第四，有创新的热情，但缺乏创新的毅力[1]。因此在分子生物学课程中教学中注意运用不同教学方法和手段，同时还应该注意指导大学生快速学习和获取一些新的知识的能力形成，根据我们的教改实践总结有三点：①归纳--知识体系：分子生物学内容与生物化学、遗传学、细胞生物学有部分重复，它们相互渗透、相互联系。在分子生物学课程的教学中应避免简单的重复，而是在已有知识的基础上进一步深入，教会学生将前后所学的知识进行比较、梳理、归纳，并且融会贯通，保证了课程的完整性与系统性；在讲述原核生物与真核生物的基因组这部分内容时，要求学生将真核生物基因组与原核生物基因组相比；讲PCR技术时，其基本原理大家都比较熟悉，在课堂教学中则重点介绍最新发展，例如反向PCR、锚定PCR、荧光定量PCR等。并启发学生思考通常的PCR与反向PCR、锚定PCR、荧光定量PCR有何异同点，进一步加深学生对PCR反应这一重要技术的理解和认识。②联系--当前科学发展：分子生物学的课程内容丰富而且复杂，信息量大，更新速度快。优化和更新教学内容分子生物学的发展日新月异，按照大纲要求，既要讲解分子生物学的基础知识，又要适时补充最新的科研成果，扩大学生的视野。本课程中有许多内容与实际生活的密切关联，一方面这对授课教师提出了更高的要求，需要广泛收集建议，充分备课，才能取得好的教学效果。另一方面教师要求学生利用网络平台，学生可以根据自己的经验和水平自主进行文献查阅，从而开展个性化学习，由于学生的广泛参与，也有利于教学互动和补充新内容做到与时俱进。 使学生认识到本专业在现阶段和未来对经济建设和社会进步有着深远的影响，认识到当前的一些热点问题都是可以用本课程的原理来解释的，激发学生学习这门课的兴趣。例如：基因工程制药：第一代基因工程药物是针对因缺乏天然内源性蛋白所引起的疾病。应用基因工程技术去扩大这类多肽蛋白质的产量以替代或补充体内对这类活性多肽蛋白质的需要，主要是以蛋白质激素类为代表的，如人胰岛素、胰高血糖素、人生长激素、降钙素、生长激素（somatropin）及α-EPO（Epoetin alfa）等。第二代基因工程药物是根据内源性多肽蛋白的生理活性，应用基因工程技术大量生产这些极为稀有物质，以超正常浓度剂量供给人体，以激发它们的天然活性作为其治疗疾病的药理基础，主要是以细胞生长调节因子为代表的，如G-CSF，GM-CSF，α-IFN，γ-IFN和tPA等[2]。③联想--项目应用：在分子生物学课程的教学过程中确定由浅入深、由点到面、由单元到综合的循序渐进的原则，层层提高。根据学生的水平，布置一些相关的题目，学生可以根据自己的兴趣来选择题目，鼓励学生参加大学生SRTP立项，要求学生从选题、查阅资料、设计方案以及可行性论证，到着手实施方案，都需要自己去实现。以提高学习的积极性和主动性，最大限度地激励学生的学习兴趣、开发学生的学习潜能、培养学生的学习能力和创新能力。学生通过查找资料，了解更多的学科前沿知识，大大地锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。指导教师定期检查，对每组学生出现的问题及时纠正。

三、灵活运用多媒体教学手段，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维

PowerPoint （PPT）课件现在大学教学中已经广泛使用，但是，如果能在下番功夫制成计算机辅助教学课件（ComPute：AssistedInstrUction，CAI），实践证明效果则更好。CAI课件设计一般要经过：总体构思、讲稿组织、脚本设计、素材准备、媒体集成、检测调试等阶段，比制作PPT课件复杂很多，我们也可以选购一些成品的CAI课件效果也很不错。PPT和CAI课件交互使用，则使理论知识的表达更加形象、直观，从而激发学生学习的主动性和积极性，激发学生的学习兴趣和加深学生对这些问题的理解。例如，关于基因工程的安全性与伦理道德问题，一直都是很有争议的问题，通过录像把一个个相关事例播放给学生，根据事实在课堂上来讨论，让学生自己分析，这样等于给了学生一个独立思考的空间，使学生的脑筋都开动起来，对培养学生的创新思维是非常有益的。又例如基因的转座、表达与调控等[3]。这些微观的过程都是肉眼无法观察到的，比较抽象，口头讲述很难细致地描述一个个复杂的连续过程，不容易让学生理解。借助多媒体技术，可以将声音、文本、图片等组合制作成CAI课件，变静态为动态、使抽象难懂的微观生命过程具体化、可视化，便于学生理解和掌握，可以提高学生的学习热情，从而有助于提高理论教学效果。便于学生对抽象的知识点、理论、技术的理解和掌握。

四、注重课堂时间分配，留出学生活动余地

分子生物学是生物科学中一门重要基础学科，它学习、理解和掌握对生物学专业和其他相关专业都十分重要，在整个相关学科中具有很强的带动和辐射作用。我们体会到注重课堂时间分配，留出学生活动余地十分重要，通过采取一系列措施，分子生物学教学质量得到明显提高，学生学习本门课程的积极性空前高涨。（1）思考题不仅是各章节的重点和难点，还是理论知识的应用和拓展[5，6]，A采用课堂提问，这种提问式教学方式可抓住学生的注意力，调动学生的主动性，活跃课堂气氛，在每次教学完成，本堂小结后，把下一次讲课内容的2～3个要点作为问题提出，让2～3名学生准备，在下次课程讲授时由他们来讲解3～5分钟，这样可以发挥他们表述能力，为将来报考研究生或者找工作时的面试奠定基础，同时也可以让学生主动预习新的内容，变被动学习为主动学习，提高他们的分析、归纳与总结能力。B讨论式教学应用： 以讨论方式最能调动学生的能动性、自主性和创造性，使学生真正成为课堂的主体，而不是被动接受知识，所以在课堂上结合当堂课程内容给学生至少留出5分钟时间，鼓励学生提问、讨论与交流，这样的讨论可激发学生活跃的思维，众多学生中总会发现一些新的见解，这就达到了课堂是点燃学生智慧火把的效果，从而达到培养具有创造性思维人才的培养目的。（2）在讲授某一章节时，由于该章节内容比较简单或知识结构清晰易展开，学生自学就能掌握。这时教师将学生分成几个小组，各小组学生通过课下组内集体学习、讨论后，推荐一名学生作为“临时教师”，给全班讲授这一章节内容，然后其他学生和教师自由提问，最后由教师或其他同学总结，并针对本章节的重点和难点予以强调。这是一种较新的教学模式[4]，其核心是引导学生参与教学过程，掌握所学知识并灵活应用.这种方法是一种合作式或协作式的教学法，是以学习者为中心，鼓励学生积极参与教学过程，突出学生在课堂上的主体地位，加强教师与学生之间以及学生与学生之间的信息交流和反馈，营造一种民主、自由、平等、和谐、愉快的教学氛围，从而培养学生独立求知和思考的能力、解决问题的能力，培养学生的团队协作精神和创新精神，促进教学质量和人才培养规格的提高。教育界的很多专家都承认，而且实践也已经证明，参与式教学法是一种十分有效的课堂教学方法。

五、结束语

自学能力、分析问题解决问题的能力、创新思维和创新能力是每个大学生学习和生活中必须具备的能力，同时也是培养面向新时代具有广博知识的复合型人才所必备的能力，教学中逐渐培养学生的学习兴趣，培养和提高大学生各种能力将使他们受益终身。

项目来源：山东大学威海分校教学研究与教学改革立项项目B2012009

[参考文献]

[1]李晋炬，马志峰，吴群之，杜娟.培养大学生创新能力和创新思维模式[J]实验技术与管理，2010.27（10）：205-207

[2]李校，袁辉.基因工程药物的制备原理与应用[M]广州暨南大学出版社，2003.8

[3]吕昌莲.药学分子生物学基因表达调控的教学体会[J].基础医学教育，2011，5，13（ 5）

[4]时念云，徐九韵，刘素芹.“参与式”教学方法探索[J].高等工程教育研究，2002，5

[5]孙维洋，李剑芳.药学分子生物学教学理念的探讨[J].卫生职业教育，2008，5

第5篇：基因工程技术的基本原理范文

发酵工程实验教学评价体系工程学思维发酵工程是直接服务于生产实践及生物技术进步的一门工程学科，是社会经济中最活跃的工业体系，发酵工程的迅猛发展，与高素质的发酵人才密切相关，而高素质的发酵人才培养迫切需要改革和完善人才培养机制，建立合理的教学平台，切实解决教学过程中不适应时展的教学模式，即要培养学生扎实的理论基础和实验技能，更要拓展学生的工程学思维，提高人才的整体质量，为社会输送卓越的工程技术人才。

一、发酵工程发展历史和学科特色

人类利用发酵技术生产食品和药物已有几千年历史，随着新技术、新工艺和新设备的不断出现，再加上分子生物技术的建立，已能够通过发酵生产胰岛素、细胞因子和疫苗等多种基因工程药物。随着世界进入资源匮乏时代，经济可持续发展的核心问题是资源的循环和高效利用以及可再生能源的开发，这些问题的解决都涉及到产业化过程。

发酵是系统而非孤立的工程学问题，需要进行生产过程的经济核算和可行性评估。当前发酵工程课程设置，存在实验教学改革明显滞后于理论教学改革，亦明显滞后于行业发展需要，实验教学设置多为静态和孤立的验证性实验，缺乏锻炼学生工程学思维的内容。发酵工业急需的人才严重匮乏，而高校毕业生又很难在对口企业就业，其根源在于教学内容和生产实际的脱节。实验教学不仅为了巩固课程理论知识，掌握必要的操作技能，更要提高学生的科研思维能力，培养学生的探索精神和创新意识，尤其是工程学思维能力，满足行业进步的要求。

二、传统实验教学特点与不足

传统实验教学的特点主要体现在：（1）教学内容相对滞后，验证性实验比重过大，工程设计和创新性实验比重太小。实验之间缺乏有机联系，彼此孤立。新技术难以在教学中体现，如对基因工程菌株的工业化生产工艺流程的设计几乎没有，已不能满足发酵工业发展对人才培养的要求。（2）教学方式单一，绝大部分高校实验准备几乎全部由教师完成，学生按实验指导操作，缺乏学习的主动性和创造性，实验基本操作完成后甚至不清楚基本原理，学生工程学思维模式得不到有效锻炼；（3）缺乏合理的考核评价体系，传统的实验考核一般以老师为中心，大多根据实验报告和平时表现给出实验成绩，这种单一的评价体系不利于工程学思维模式的建立。（4）实操性实验课时数偏少，由于受专业培养计划学时数压缩的影响，发酵工程教学的学时数偏少，课内一般只能完成某些特定的生理生化指标的测定等基本实验技能的训练，探索性、研究性及设计性的实验教学根本无法在课堂教学中完成。

三、基于工程学范式的发酵工程实验教学改革的具体对策

学科范式（Paradigm）决定着学科的价值观、方法论和具体内涵，关系到本学科的课程设置、实验教学创新方向、学科新的生长点和交叉扩张模式，对学科的学术定位和教学定位具有一定的规范力，影响到理论课程、实验课程和第二课程的配置和其内在联系，同时也会影响教学手段的设计、组织和运用。为了解决发酵工程人才培养模式与发酵工业对人才需求的不对称性，教学改革有如下几方面的探索。

1.课程体系调整和完善

发酵工程的人才培养模式要与行业对人才的需求对接，课程设置要兼顾学科发展和产业发展的要求。传统的发酵工程实验设计主要是一些相对独立的验证性实验，彼此缺乏系统联系，需要对实验教学内容做一综合调整，使实验教学形成一个完善体系，并引入工程学设计内容，增加学生整体思维和经济效益的评估以及可行性分析的能力。

2.实验教学模式和手段改革

发酵工程实验教学学生应是主体，教师只是引导者，应增设一些设计性实验内容，在教师引导下选择一些产品，学生通过查阅资料首先提出工程设计方案，并对整个生产过程模拟仿真，并进行经济效益评估，以获得切实可行的完整实施方案。教师负责把关并提出指导性意见，跟踪完成实验过程。通过工程设计性实验，提高学生的主观能动性、动手能力、创新意识和工程学思维能力。

3.科学合理的考核评价体系

合理的考核评价体系是推动学生完成实验的有效动力。实验课程的评价始终是教学中的一大难题。实验教学不仅要教会学生一些基本操作技能，更要培养学生良好的思维模式，教学考核不仅要注重结果，更要注重过程。学生能够从实施过程中总结、分析、归纳和提高，而不仅获得实验结果。对学生实验成绩的评估不应机械性地对结果数据进行评判。工程设计实验的评判也应符合工程设计的特质。工程设计性实验最能反应学生学习的总体效果，在增加这类实验的同时，还要建立与之相适应的考核评估体系。

4.开放性工程设计类实验教学

开放性工程设计实验教学要坚持综合性、选择性和灵活性的原则，以跨学科思维构建学科教育体系，在培养学生动手能力的同时，进一步培养学生综合运用各交叉学科知识的能力，使学生能解决日益宽泛和综合的多学科复杂问题，协调上中下游的工艺技术需求，建立工程学思维模式。工程学是用于企业分析、设计、改进和运作的知识、理论与实践的整体，是将科学基本原理运用于实际用途的应用手段。由于学时有限，学生很难接受和展开相应的训练，发酵工程教学需要延伸到第二课堂，实行开放性教学，通过培养学生的兴趣，充分利用学生的课余时间，进行工程设计性实验的开展。开放性工程设计类实验教学的开展，也有利于培养学生的团队合作精神。

运用工程学范式，培养学生的工程学思维，以更好地适应日益发展的发酵工程领域对人才培养的需求，为我国发酵工业培养卓越的工程技术人员。当然，开放性工程设计教学也带来了诸如教学成本增加和实验室管理困难等一些新问题，这些问题如何解决，还有待进一步研究探索。

参考文献：

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[2]曹军卫，马辉文，张甲耀.微生物工程[M].北京：科学出版社，2007.

第6篇：基因工程技术的基本原理范文

关键词:中草药生物转化工程;微生物工程;酶工程;生物中药

中图分类号:R932文献标识码:A文章编号:1673-2197(2009)06-0001-04

随着中医药现代化战略的逐步推行,中医药发展正迎来新的挑战与机遇。中国科学院院士王夔在为《中药成分代谢分析》作序时指出:“近年来中药现代化研究基本上是以产品为目标,以新中药制剂开发为目的。开发有余,而研究不足。实际上,中药现代化的根本是中药学现代化。中药产品的现代化可以栽培现代化、质检和质量标准现代化、工艺现代化等等方面下功夫,执行GAP、GLP、GEP、GMP、GCP等标准。但是,即使如此开发的中成药仍然在世界药学中不能占有举足轻重的地位;接受这些产品的绝大多数是华人。我们必须强调中药的现代化要以中药学现代化为基础;也就是中药学要用世界自然科学和医学科学能够接受的概念和理论来阐述。”[1]要中医药现代化,首先是中医药理论的现代化,再是中医药产业的现代化。笔者认为,在探索中国古典哲学、中医药理论、现代科学技术与现代科学方法论、现代人体生命科学理论等相互结合的基础上,推动中医理论的科学化、现代化,并在现代中医理论的指导下进行中药现代化研究及其创新的研发[2]。

在总结古今传统中药和方剂中涉及生物转化原理的基础上,从中药成分代谢分析中探析,结合化学成分组学、基因组学、蛋白组学、代谢组学、糖生物学、系统生物学、药物设计学、高通量筛选技术等现代生命科学技术,运用生物转化技术,尤其是运用体外生物转化技术改善中药制剂的疗效与个体差异,提出了新的中医药产业工程――中草药生物转化工程,以及相应的创新中药――生物中药。中草药生物转化工程是将酶工程、微生物工程、代谢工程、基因工程、糖生物工程、药物设计工程、生物信息学等现代生物工程技术合理运用到中医药现代化研究中,合理继承传统中医药理论,对中医药进行创新与传承,并开发出相应的生物中药。中草药生物转化工程的两个主要研究内容:微生物转化与创新中药、酶法转化与创新中药。

1 微生物转化与创新中药

1.1 微生物发酵与传统中药

在研究中华医药史中著名中草药及方剂的过程中发现,利用微生物技术制备传统中药有着悠久的历史。“酒为百药之长”,具有通血脉、行药势等功效,原始的酿酒技术产生于4000多年前的夏禹时代,酒是酵母发酵的产物,是细胞内酶作用的结果[3]。约3000年前,利用麦曲含有的淀粉酶将淀粉降解为麦芽糖,制得具有缓中、补虚、生津、润燥功效的饴糖。在长沙马王堆汉墓出土的帛书《五十二病方》中记载了用于治病的粪便类中药,实际上是宿主与其消化道内的厌氧微生物共同代谢与发酵产生的混合物。公元10世纪左右,我国有了豆酱制品,及由此工艺衍化制备出的用于解肌发表和宣郁除烦的淡豆豉,豆酱和淡豆豉均是微生物的发酵产物。三国时期的著名医学家华佗创造了制备金汁的秘法,即利用刮青竹筒(天然膜管)从粪窖内人源性微生物与自然界微生物混合深层发酵产物中提取而得[4]。首载于元代《饮膳正要》中的红曲,为微生物红曲霉发酵梗米加工品而产生的发酵物,具有健脾消食、活血化瘀等功效[5]。我国是最早利用真菌防病治病的国家,早在《神农本草经》中,就有灵芝、茯苓、猪苓、雷丸等药用真菌的记载[6],现仍广泛应用。真菌具有分解纤维素、淀粉、蛋白质、脂类等营养物质的强大酶系,对天然培养基有较强的分解利用能力,具有种类多、次生代谢产物多、培养条件简单等特点,成为微生物发酵炮制或制备传统中药的主要功能菌。利用古老中药中寄生真菌自身发酵的研究已成为现在研究的热点,如灵芝、冬虫夏草、云芝、灰树花、茯苓、麦角菌等都有大量的研究报道[6]。

微生物发酵是传统中药中的一种重要炮制方法。我国人民将微生物发酵应用于中药炮制,即将药材与辅料拌和,在一定温度和湿度下,通过微生物的生物转化作用达到提高药效、改变药性、降低毒副作用等目的[6]。《中华人民共和国国家药品标准》中收录的19种曲药,如,配方和工艺均绝密的片仔癀、六神曲、建曲、采云曲、霞天曲、黔曲、半夏曲、老范志万应曲、泉州百草曲、沉香曲等,均是微生物固态发酵而成的中药。不同培养基经同样微生物处理后会产生不同的药性,可利用该特性生产具有不同适应证的中药。例如,发酵淡豆豉时,以桑叶、青蒿发酵者,药性偏于寒凉,多用于风热感冒或热病胸中烦闷之症;以麻黄、紫苏发酵者,药性偏于辛温,多用于风寒感冒头痛之症[7]。

微生物发酵代谢产物是传统中药方剂配伍中的一类重要中药。除目前仍在方剂配伍中广泛使用的曲药外,粪便类中药作为微生物发酵代谢产物也被古今许多医家用于传统方剂配伍中,如《五十二病方》、《黄帝内经》、《中华人民共和国药品标准•中药成方制剂》等均有记载[8],最为著名的方剂有失笑散、温病方剂神犀丹及三石汤等。在利用粪便类中药配伍方剂治病方面,尤其值得一提的是清朝的著名温病学家叶天士,他善于运用金汁配伍于方剂中治病救人,在黄英志主编的《明清名医全书大成•叶天士医学全书》中含“金汁”的临床处方和方剂近100处之多,其中包括著名的温病灵丹神犀丹。

1.2 微生物转化中药成分

微生物转化中药成分的研究始于20世纪90年代初,日本的小桥恭一发现中草药成分如番泻苷,可借助肠道细菌转化为致泻有效成分,随后他的课题组对系列糖苷类化合物如黄芩苷、汉黄芩苷、人参皂苷等进行了研究,指出糖苷类化合物为天然前药[9]。基本原理是利用微生物细胞产生的一种或多种酶把中药中的一些化学成分转化成结构相关的更有经济价值的产物,来完成常规化学方法难以实现的生化反应,其本质是利用微生物本身所产生的酶对外源底物进行的催化反应,改变药物原有性能,产生新的功能作用,或增强原有的功能活性。如口服人参皂苷类成分的肠内微生物转化[10]。

将微生物工程技术应用于中药创新,将是中药创新研发中的新热点,其主要特点可概括如下[2]:①药物的有效组分、活性成分最大限度地得以提取、利用;②药物进入人体后不能直接被利用的有效活性组分,可在体外生物转化而被直接利用,将高极性中药成分转化为低极性成分,改善了药物的脂溶性,使其功效迅速发挥;③可以提高中药制剂的普适性,肠道微生态菌群因个体存在很大的差异性,结果引起药物的生物利用和功能作用差异明显,而通过体外生物转化可避免之,从而提高其普适性;④微生物转化后与原有药物相比产生了新的活性物质,从而可能产生新的保健、治疗或预防等功能作用;⑤其具有生产工艺可控、所得产物明确、制剂方便、便于与国际接轨等优点,因而是实现中医药现代化战略的有效途径。

2 酶工程与创新中药

酶作为生物催化剂,在许多化学反应中具有不可低估的作用,作为生物进化的高级形式,与一般的化学催化剂相比,它可以在非常温和的条件下高效、专一性地催化底物转变为产物,具有广阔的应用前景。酶是由细胞产生的具有催化能力的物质,其化学本质主要为蛋白质,少数酶同时含有少量的糖和脂肪,也有少数是核酸等其它物质。酶大部分位于细胞内,部分分泌到体外。新陈代谢是生命活动的最重要特征,一切生命活动都是由代谢的正常运转来维持的,而生物体代谢中的各种化学反应都是在酶的作用下进行的。酶是促进一切代谢反应的物质,没有酶,代谢就会停止,生命也即停止。酶工程技术是现代生物技术的重要组成部分,其特点是利用生物酶、含酶细胞器或细胞(微生物、植物、动物)作为生物催化剂来完成某些重要的化学反应,应用范围包括医药、食品、化学工业,诊断分析、检测分析和生物传感器等。在中药创新研发过程中,酶工程技术将具有举足轻重的作用。

2.1 酶的分类与中草药生物转化反应类型

按照1961年国际生物联合会酶学委员会(Enzyme Commission of International Union Biotechnology)规定的分类方法,不管酶的结构和性质如何,仅根据酶所催化反应的类型,将酶分为六大类,即氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶或连接酶,对应为六大中草药生物转化反应类型。图1概述了各类酶的特性与中草药生物转化反应类型[1,2,11]。

2.2 酶法转化与中药

近年来,药代动力学研究证明,中药成分中的糖苷类化合物在肠道内难以吸收、生物利用度低、肠内滞留时间较长,在人体内难以直接发挥药效作用,绝大多数需经肠道微生物酶分解为次级苷或苷元,方能发挥药效。从糖苷类化合物的结构角度看,含糖基越多,分子极性越高,水溶性就越大,相反水溶性越低,水溶性大的物质不易被小肠绒毛吸收,不易穿过肠壁,也就不易进入血液而发挥药效,只有被肠道内微生物酶水解后才能被吸收而发挥药效。因此,肠道内微生物酶浓度与酶催化活性直接影响着糖苷类化合物的药效。研究表明,个体差异性影响肠道内微生物酶浓度与催化活性[12,13],患者体温的升高会影响酶催化活性的发挥;随着现代医学事业的发展,滥用抗生素已经严重损害人肠道内的正常菌群,使肠道菌群失去平衡,不能分泌各种正常酶[14]。这些因素严重影响着中药药效的发挥。

如何将中药材中的糖苷类化合物转化成次级苷或苷元,将成为中医药现代化研究中的新热点,可通过化学转化、酶转化、微生物转化等方法实现之。化学转化过程中,因强烈的酸碱水解作用而引起苷类物质结构和构型的改变,导致药效消失和产物不稳定。因此,酶转化与微生物转化将更具潜力,微生物转化的本质仍是酶转化,酶转化是中草药生物转化工程中的重要内容。在酶的催化作用下对中药中的苷类成分进行系列结构修饰,引起中药成分的共价结构发生改变,如化学基团的引入或去除、化学键的引入或断裂等。修饰后,可引起药理活性的改变,或中药制剂(尤其是中药口服液)风味的改善等。

有关酶法转化中药的研究开展时间不长,尚处于实验研究阶段。但是,不少学者已逐步认识到生物转化技术将是中药创新研究的重要方法之一。近年来,运用现代生物酶工程技术开展现代中药研究,在酶法转化中药研究领域取得了一些成果。如利用自制复合酶对生晒参95%乙醇提取物、人参茎叶总皂苷、三七总皂苷、三七茎叶总皂苷等系列中药有效部位进行了酶法转化研究[2,15],通过HPLC和LC-MS分析发现可以明显改变一些皂苷成分的结构,并降低相应化合物的极性,增加了有效部位中脂溶性含量;同时,利用这些复合酶直接酶法转化处理人参、三七、三七茎叶等药材,结果表明复合物酶亦能高效地转化药材中部分皂苷成分为低极性皂苷。这些低极性皂苷具有抗癌、免疫调节、改善微循环、调节消化机能、安神、抗衰老、抗紧张、预防消化道溃疡、提高生命质量、增强记忆和学习能力等多种生物活性和药效作用,还具有快速吸收、高生物利用度等特点。用酶法辅助提取清热中药黄芩活性成分时,HPLC分析发现提取物中的黄芩素和汉黄芩素等苷元含量远远高于药典的提取方法,表明酶法辅助提取有助于黄芩苷、汉黄芩苷等转化成相应的苷元[16,17]。

3 生物中药的发展方向

上文从微生物工程与中药、酶工程与中药等两方面综述了中草药生物转化工程的核心内容;同时,在中药储存、炮制、方剂配伍煎制、体内代谢等过程中也涉及到生物转化,囿于篇幅,不再详述。

中草药生物转化工程融合了传统中药制药工程、传统发酵中药技术、现代微生物技术、酶工程技术、中药成分的代谢工程等多种工程技术,其在中药新药研究开发方面具有的独特优势,可为改善中药功效、加快中药制剂的起效速度、提高生物利用度、改善制剂功效的个体差异性、创制新剂型、创制新药等方面提供崭新的技术手段,有望给中药新药研究开发注入新的活力,并将为中药创新带来革命性的变革,具有广阔的发展前景,预计不久将成为中药创新研究中的“红热点”。中草药生物转化工程的发展方向将影响生物中药的未来发展前景,今后应在以下几个方面进行深入研究:①中草药储存过程的生物转化及霉变生物转化机制研究;②中草药炮制过程中的生物转化机制研究;③方剂配伍中的生物转化原理及方剂煎制过程的生物转化研究;④加强微生物和酶工程技术在中药研究中的应用;⑤加强曲剂制备过程中的生物转化机制研究;⑥加强粪便类中药的生物转化机制研究;⑦加强生物中药制药装备的研究;⑧利用现代分析技术,建立快速而灵敏的分析检测技术手段;⑨建立有效而快速的功效筛选模型;⑩加强中药成分体内代谢转化及功效个体差异性的研究;(11)在生物转化研究过程中如何合理地贯彻中医药理论及现代科学方法论的指导思想,并吸收利用现代科学的有益成果。

参考文献:

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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：基因工程技术的基本原理范文

关键词：高校；独立学院；特色专业建设；人才培养

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0146-03

特色是高等学校的生命线，特别是作为民办独立学院的我校，只有走特色发展之路，才能适应社会经济发展、高等教育发展和中原经济区建设的需要。专业建设是高校最重要的教学基本建设，决定着人才培养的格局与办学水平，是提高教学质量和科研水平的关键，也是一项长期战略任务，对高校的改革与发展具有深远的影响[1，2]。特色专业是高校的一面旗帜，特色专业建设也是高校特色发展的重要组成部分[3]。高校的特色专业可以概括为：充分体现学校办学定位，在教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面，具有较高的办学水平和鲜明的办学特色，获得社会认同并具有较高社会声誉的专业[4，5]。因此，在准确定位的前提下，我校特色专业建设的目标是“以质量求生存，以特色求发展”，同时坚持“科学、创新、示范”的建设原则，不断增强特色专业建设的质量和水平，并以特色专业辐射和带动其他学科专业的建设和发展，促进我校、院整体办学水平的不断提高。本文对新乡医学院三全学院生命科学技术学院特色专业建设进行了探讨，以期为我校、院专业建设提供参考。

一、我院专业设置概况

我院现有生物技术、生物工程和生物医学工程三个本科专业。生物技术是由多学科交叉形成的综合性新兴学科，具有基础性强、涵盖范围广、涉及领域宽等特点，是21世纪生命科学领域的核心科学技术，更是我国中长期科学技术发展规划纲要中优先发展的学科之一。生物医学工程是综合生命科学与工程技术的理论、方法和手段，依靠理、工、医紧密结合，促使理工学科与医学相互渗透、相互交叉的一门新兴学科，也是本世纪最具发展潜力的学科之一。生物工程是运用生物学、化学、工程学等基础学科的基本原理，并与机械、电子、材料、医学等多学科相互交叉、渗透、融合而发展起来的新兴工程技术学科。我院于2005年设置生物技术和生物医学工程，2008年又增加了生物工程专业，现有学生300余名。

二、我院特色专业建设优势

我校是河南省唯一一所西医类独立学院，医学专业已经具有了良好的社会声誉，这一特色优势为我院的生物技术、生物医学工程和生物工程三个医学相关专业医药特色建设奠定了坚实的基础。同时，我省开设生物技术和生物工程的二本及三本院校，如河南大学、河南师范大学、河南农业大学等，专业大多是涉农方向，而开设生物医学工程专业的院校还不多，这就为我院建设医学特色生物技术、生物工程和生物医学工程专业提供了宽松的外部环境。另外，新乡医学院生命科学技术学院已经积累了丰富的专业建设经验，生物技术和生物医学工程均为省级特色专业，这些经验是我院特色专业建设的有力支撑。

三、我院特色专业建设目标

特色专业建设要有明确的目标，才能保证各项建设工作的有序开展。根据发展规划和准确定位，同时兼顾科学性、创新性、前瞻性和示范性等原则[6]，我院特色专业的建设目标确定为适应社会发展对人才的需求，发挥已有的医学专业优势，办出医学特色，使我院专业建设与人才培养紧密结合中原经济区建设、高等教育发展和国家经济社会发展需要，同时为我校其他专业建设和改革起到示范和带动作用。

四、我院特色专业建设模式

1.构建具有生物基础和医药特色的人才培养方案。人才培养方案是实施人才培养的指导性文件，是开展各项教学活动的基础，是组织实施教育教学活动的依据，对人才培养质量具有重要的导向作用[4，5]。以我校人才培养方案修订工作为契机，改革课程和时间教学体系，构建了具有生物基础和医药特色的生物技术、生物医学工程和生物工程人才培养方案，为我院特色专业建设奠定了坚实基础。（1）凸显生物科学与医药融合的课程体系。结合教学实践对课程设置和教学内容进行改革，科学合理安排必修、选修课程。对于生物技术、生物工程专业，课程设置以生物科学为基础，将细胞生物学、微生物学、细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等列为专业必修课；选修课程多设置医药相关课程，如生物技术制药、医学遗传学、医学免疫学等。这样既可以保证学生的理论知识、实践能力和综合素质培养的要求，又可以充分利用我校已有的优质医学教育教学资源，体现生物科学与医学、药学的紧密结合，办出生物技术、生物工程专业的医药特色。在生物医学工程专业课程设置中，将专业基础课分成医学基础、电子学基础和医学仪器三大部分，注重教学内容的更新，打破不同学科课程间的壁垒，把理、工、医多学科的交叉与相互渗透反映到教学内容中。优化教学方法与形式，采取灵活多样的指导、启发、讨论式教学。如：充分发挥网络的作用，开展网络教育。新乡医学院和我省多数高校都已经加大了网络示范课程的建设力度，一批精品课程及优秀教育教学资源正在通过网络为广大学生服务。借此平台，学生学习的自主能动性极大提高，师生互动沟通的灵活性和及时性得到了有效保证，同时解惑答疑之余探讨科研及教学管理的积极性空前高涨，教育教学效果明显改善。因此，我校、院也于今年启动了网络示范课程建设，课程平台已搭建完成，一大批优质教学资源也已上传网络供师生共享，如细胞工程网络示范课程，有效促进了我院的教育教学效果和特色专业建设。（2）强化生物基础与医药特色的实践教学体系。实践性强是我院各专业的典型特点，为提高学生动手能力，培养出创新性应用型专业人才，突出实践性教学也是我院专业建设的主要特色。第一，强化实验室教学，整合实验教学内容，将其分为基础实验、专业实验两个层次和几个系列，避免了实验内容的交叉重复，使其更加系统和符合客观规律，知识结构更加合理。第二，以指导学生毕业设计（论文）为基础，设立科技活动小组，尝试开放实验室，让学生参加教师科研项目，同时举办实验技能竞赛等活动。第三，不断加强、扩充校外实践教学基地与实习基地建设，尤其是以双赢实习基地为平台创新生产实习教学，如：加强我院生物技术、生物工程专业的野外经济动植物实习和生物医学工程专业的金工实习及与“驼人集团”的合作等。通过强化实践教学体系，全面培养和提高了学生的观察能力、动手能力、实践能力以及思维能力、综合分析能力和解决问题能力。

2.深化改革，探索“多样化、实用型”的人才培养模式。人才培养模式是高校为学生构建的知识、能力、素质结构，以及实现这种结构的方式，它从根本上规定了人才特征，集中地体现了教育思想和专业的人才培养水平[6]。作为三本院校，我院特色专业建设始终重视人才培养模式的创新，把“厚基础、宽口径、强实践、重创新、高素质”作为人才培养的基本原则，把“满足学生考研、就业和用人单位需要”作为教育教学工作的出发点和落脚点，不断激发学生的创业精神、创造品质和创新意识，构建“多样化、实用型”的人才培养模式。

3.加强教师队伍建设。“治校兴业，人才为先；治教兴学，惟在得人”。高素质教师队伍是特色专业建设的基础和根本保障，近年来我院狠抓教师队伍建设，在人才聘任和引进方面向特色专业倾斜，在人员配备方面向特色专业靠拢，在人才培养和培训方面向特色专业侧重，收到了良好的效果。同时，我院充分利用新乡医学院的优良师资和各种有利条件，对专职教师进行理论及实践教学能力的培养，使他们不仅具备较强的专业理论素养，在实践操作技能教学方面也成为能工巧匠，切实提高教师队伍的专业素质。

培育高校专业建设的鲜明特色，不仅是全面提高人才培养工作过程中的一项必要工作，而且是打造学校核心竞争能力的重要途径[7]。面对竞争日益激烈的外部环境和人才培养工作的新形势、新要求，我校应以自身专业、资源为基础，以市场为导向，优化学科配置，构建完善的人才培养体系，打造具有三全学院特色的品牌专业，从根本上提升我校的核心竞争力！

参考文献：

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[3]龙石银，张彩平，乔新惠，等.医药特色生物技术专业人才培养模式的实践[J].基础医学教育，2012，14（1）：29-31.

[4]刘德胜，张树平，代现平.医学院校生物技术国家级特色专业建设的探索与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2011，（2）：79-81.

[5]王元元.加强特色专业建设？摇提高人才培养质量[J].中国高等教育，2008，（17）：26-28.

[6]牛国庆，王海娟.对高校特色专业建设的思考[J].河南理工大学学报（社会科学版），2009，10（2）：229-332.

[7]宋毅，蒋达勇.加强特色专业建设？摇培养适应社会需求的人才[J].中国高等教育，2008，（13）：32-25.

第8篇：基因工程技术的基本原理范文

工程伦理是工程技术人员及利益相关者在从事工程活动中处理个人与他人、个人与社会以及个人与自然关系的原则和规范要求。与一般的职业道德相比，工程伦理具有团体自律性、伦理专业性、行为规范性以及伦理实践性等特点。 

工程伦理教育是经济社会可持续发展以及国际高等工程教育的客观要求。20世纪中叶以来，随着工业化、城市化运动的推进，日益增多的工程项目对生态、资源的承载力和社会公共安全带来了严重危机。一大批工程新领域，如生物工程、基因工程、信息工程、网络工程等也带来了全新的道德责任问题[1]。因此，工程伦理教育已成为国际高等工程教育专业认证的重要内容。如美国工程和技术鉴定委员会（ABET）制定的工程认证标准2000提出，工程专业的毕业生必须接受“在全球和社会的背景下理解工程方案的影响所必需的宽广的教育”，具备“对职业与伦理责任的理解”以及“对当代问题的知识”。[2] 

工程伦理教育是应用技术大学人才培养的重要内容，也是其促进专业教育与思想政治教育、通识教育有机结合的有益探索。当前，应用技术大学工程伦理教育仍然较为薄弱。在思想认识上，部分高校存在着重科技轻人文、重实务轻综合素质等倾向；在教学内容上，工程伦理教育从属于思想政治教育学科，课程体系不够完善，更缺乏适应高校学科领域或服务行业领域的特色课程；在教学方式方法上，多采用传统的灌输说教方式，理论教学和实践教学脱节；在教师队伍方面，主要是哲学、伦理学领域的教师，授课教师既缺工程学科和人文社会科学等多学科交叉的知识背景，又缺乏工程设计、施工和管理的实践经验。 

二、工程伦理教育的目标和内容 

（一）工程伦理教育的目标 

现代工程活动的综合性、系统性、复杂性和协同性对工程技术人才提出了全新的要求。工程伦理教育旨在培养不仅具有扎实的专业知识和技能，而且具有高度社会责任感和较强的工程伦理素质的应用技术人才。在知识方面，具有丰富的工程伦理认知，形成敏锐的工程伦理意识；在能力方面，能够准确把握工程伦理情境，掌握价值判断、道德选择技能，妥善解决两难的伦理困境；在素质方面，具有高度的社会责任感，通过道德自律，自觉将专业伦理价值内化于心、外化于行。 

（二）工程伦理教育的内容 

1. 工程哲学的基本原理 

工程哲學是工程伦理教育的理论基础。工程活动的本质是社会关系在一定时空范围内的客观反映，核心理念是“天人合一”、“以人为本”，根本目的在于提高人类幸福指数、促进社会可持续发展。近现代以来，随着科学技术的发明应用，工程活动对自然和社会环境的影响广泛而深刻，科技至上论、技术中立论等社会思潮一度主宰人类社会。现代工程技术人员在工程活动中时常面临技术价值、经济价值、社会价值、文化价值以及生态价值等多重伦理价值的道德判断与选择的伦理考验。因此，工程技术人员及利益相关者如何看待工程活动中的多维伦理关系、在解决道德困境中应秉持什么样的伦理价值观和原则要求，成为工程伦理学所要解决的首要问题。 

2. 工程伦理问题 

敏锐识别工程伦理问题是工程技术人员伦理素质的基本要求。姜卉认为，工程伦理问题存在三个维度，分别是工程伦理的价值谱系、工程管理全生命周期以及具体工程领域的伦理问题。[3]首先，在工程活动中，工程技术人员的“义务发生对象”类别多样，包括工程人员个人、专业、同事、雇主、客户、承包商、公众、自然环境等，因此，不同类型社会关系所存在的工程伦理问题也各不相同。例如，就工程人员与自身专业的关系而言，存在对职业的忠诚问题、是否胜任等问题；就工程人员与雇主的关系而言，存在兼职问题、虚报及谎报问题等。其次，工程活动包括规划、设计、实施、验收等多个阶段，每个阶段皆存在不同的伦理问题。例如，在规划和设计阶段，应综合评估工程项目对各义务发生对象的影响，以价值排序原则选择最佳方案；在实施阶段，应严格遵循工作程序和操作规程要求，以保证工程品质。最后，具体工程领域（建筑工程、软件工程、化学工程等）也存在不同各自不同的伦理问题。

       3. 工程伦理规范 

工程伦理规范是工程伦理教育的核心。认同、接受、履行工程专业的伦理规范是成为专业工程师的必要条件[4]。工程伦理规范从抽象到具体可分为三个层次：原则、守则和施行细则。一般而言，公众健康、安全与福祉是各国工程专业团体公认的伦理原则。同时，各国或地区还订有各具特色的伦理守则和施行细则。我国台湾地区“中国工程师学会”1996年制订的《中国工程师信条》包括4个层次，如，工程师对社会的责任、工程师对专业的责任、工程师对业雇主的责任、工程师对同僚的责任；每个层次分别包含2个伦理守则，如，工程师对专业的责任包括“敬业守分”和“创新精进”；每个伦理守则又分别包含6个施行细则。[5] 

4. 工程伦理的道德判断和价值选择能力 

工程伦理的道德判断和价值选择能力是工程伦理教育的关键。在工程活动中，工程技术人员虽然有现成的伦理规范可以遵循，但工程伦理规范的有效运用还需要工程人员准确理解伦理情境，正确认识与多重“义务发生对象”所产生的伦理问题和价值冲突，采取一定的原则、步骤和方法进行伦理推理，进而解决工程伦理困境。学者们提出了多种伦理模型，如卡罗尔伦理屏风模型[6]、弗里切的伦理决策支持模型[7]、AASCB综合伦理决策模型[8]。国外工程伦理已经研究开发出解决伦理两难问题的一系列方法，如美国工程伦理教育家哈里（Harris）等人建议的划界法（line-drawing）和创造性的中间方法（creative middle way）、德国著名技术哲学家伦克（H.Lenk）提出的解决各种责任之间冲突的优先次序原则等。[9]此外，1990年芝加哥工程伦理教育会议又提出了七步法道德决策模式[10]。 

三、工程伦理教育的实施途径 

（一）作为核心课程的工程伦理教育 

在美国，大学学术地位排行前九名的大学，如麻省理工学院、加州理工学院、康奈尔大学等都开设了相关的专业伦理课程。[11]我国大多数理工类高校尚未独立开设工程伦理核心课程，以致工程伦理教育形式化和边缘化，功能难以有效发挥。[12]因此，发挥学校学科特色，面向具体工程专业领域，开发建设融工程学科和伦理学科于一体的跨学科校本课程，是应用技术大学加强工程伦理教育的基本要求。 

大量引入真实案例或模拟案例，建立起完备的工程伦理案例库，是丰富充实工程伦理教学资源的重中之重。一是挖掘整理我国的现实案例，努力开发针对本地、本专业背景的主题和案例[13]；二是借鉴美国等发达国家已有的案例资源，并结合我国历史和现实国情进行选择性吸收。在教学过程中将工程伦理理论教学与案例讨论、工程伦理行为选择的辩论相结合，发挥反面案例的警示作用和正面案例的引导激励作用，强化对学生工程伦理的内化与工程伦理精神养成教育。此外，角色扮演、小组设计、计算机模拟、多媒体和网络教学也是工程伦理教育的常用教学方法。 

（二）作为教育理念的工程伦理教育 

工程伦理教育是高等工程教育的有机组成部分。应用技术大学应紧密跟踪当代工程实践的发展趋势，以“大工程观”打破专业界限，注重科学与人文的学科交叉，重构专业课程体系，将工程伦理理念与内容有机融入到人才培养的各主要环节当中，提高学生将伦理思想运用于工程实践的能力。一是整合工程伦理与专业技术课程，结合不同专业的特点有针对性地渗透工程伦理教育，如在建筑、机械、电气等工程类专业加强质量意识、安全意识和环境保护意识的培养，在信息类专业开展信息工程伦理和网络工程伦理教育等；二是整合工程伦理与非技术课程，将工程伦理教育纳入人文社会科学等非技术性的课程中，如，将工程伦理与科学技术和社会（STS）整合在一起[14]；三是将工程伦理教育与学生实践实习以及教师科研工作紧密结合，如通过课程设计、专业实习、毕业设计等主要教学环节强化工程伦理意识和道德选择能力培养，组织学生结合专业特点到企事业单位开展工程伦理方面的社会调查和研究；四是广泛开展以工程伦理教育为主题的多样化的校园文化活动，如举办工程协会等各类社团、开展学术沙龙和专题讲座等，积极发挥“隐性课程”的熏陶教育功能。 

（三）作为独立学科的工程伦理教育 

工程伦理学是一门适应现代工程建设的自然科学、工程科学与人文社会科学相互交叉的相对独立的综合性学科，对从事工程伦理教育教学工作的教师的知识结构和科研方向有特殊的要求。应用技术大学应积极加强工程伦理学学科建设，为提高工程伦理教育水平夯实学科基础。学科建设的重点是跨学科教学科研共同体的组建。一是整合校内外不同学科资源，积极打造工程伦理学协同创新平台，明确研究主题与研究任务，催生一批高水平的科研项目和科研成果，并转化为工程伦理教育教学资源；二是整合教育界和工业界人力资源，积极打造工程伦理教育跨学科教学团队，加强对不同学科背景的教师进行跨学科领域知识、技能的培训工作，鼓励教师参加工程实践活动，聘请工程界高级工程技术人员和管理人员到学校开设工程伦理课程等。 

（四）作为环境营造的工程伦理教育 

仅仅依靠提高工程技术人员个人道德觉悟和伦理选择能力是无法改变当前工程界伦理现状的，应用技术大学必须积极争取政府、企业等社会各界的合作支持，在全社会营造良好的工程伦理教育环境，切实提高工程伦理教育的效果。一是拓展工程伦理教育的对象和范围，将教育对象由在校学生扩展为全社会工程从业人员，将教育范围由学校教育延伸至终身教育体系；二是改善工程伦理教育的制度环境，国家应完善注册工程师制度、加强专业伦理审查，各工程社团应制订伦理章程、加强专业自律，政产学研紧密合作共同推进工程伦理教育；三是培育工程文化环境，传承我国历史上优秀的工程文化因子，并积极与国际工程文化对接交流。 

参考文献： 

[1]李尽晖，苗青.工程师的伦理责任与工科大学生道德责任教育[J].新疆社科论坛，2010（3）：80-83. 

[2]哈里斯，普里查德，雷宾斯.工程伦理：概念与案例（第三版）[M].丛杭青，译.北京：北京理工大學出版社，2006：4. 

[3]姜卉.我国大学工程伦理教育内容体系构造[J].高等工程教育研究，2012（6）：128.

[4]姜卉.我国大学工程伦理教育内容体系构造[J].高等工程教育研究，2012（6）：125.

[5]中国工程师协会.中国工程师信条实行细则[EB/OL].http：//cie.org.tw/Important/ImportantDetail？cic_id=15&cic_cicc_id=4，2011-12-01. 

[6]卡罗尔，巴克霍尔茨.企业与社会：伦理与利益相关者管理[M].北京：机械工业出版社，2004：6. 

[7]弗里切.商业伦理学[M].北京：机械工业出版社，1999：4. 

[8]Bishop T，Cummings B，Smith P.Ethics handbook：building ethical leaders[M].DeKalb：Norhern Illinois University，2006. 

[9]李世新.借鉴国外经验，开展工程伦理教育[J].高等工程教育研究，2008（2）：50. 

[10]董小燕.美国工程伦理教育兴起的背景及其发展现状[J].高等工程教育研究，1996（3）：74. 

[11]李祖超，魏海勇.中美工程伦理教育比较与启示[J].高等工程教育研究，2008（1）：44. 

[12]王前.在理工科大学开展工程伦理教育的必要性和紧迫性[J].自然辩证法研究，2011（10）：110-111. 

第9篇：基因工程技术的基本原理范文

特别是，随着人体年龄增长，也随着人类社会的不断进步、工业化和现代化程度正在不断提高，各种环境污染、工作压力、精神负担等越来越大，使得目前一些问题性皮肤、重金属中毒性皮肤、激素依赖性皮炎和皮肤老化现象等越来越多、越来越重。如有些人曾因不慎使用过含砷、铅、汞、镉等重金属严重超标的劣质美容化妆品导致皮肤遭受重金属污染和损害，面部皮肤多呈青灰色或暗灰色、粗糙、异常色素沉着加深等；有些人曾因不慎使用过含违禁激素的美容化妆品导致面部皮肤敏感性和易感性增加，表皮明显变薄、皮肤潮红、萎缩等；有些人因严重的皮脂和毛孔堵塞及痤疮丙酸杆菌感染，面部出现数量较多的黑头、白头、脓头等限局性痤疮；有些人因长期大剂量接受日光紫外线照射或环境中电离辐射影响，而导致皮肤组织自由基过氧化损伤和面部典型的光老化现象，皮肤弹力纤维断裂，细胞DNA损伤，进而出现皮肤粗糙、黝黑、深度皱纹、血管扩张等；还有些人因皮肤组织排毒不畅、代谢废产物清除不力、皮肤营养缺乏、护养不力等，导致皮肤自然老化明显，皮肤出现干燥、苍白、无光泽、弹性下降、皱纹增多、加深等；还有些人，使用很多种类化妆品都会出现皮肤不适，如皮肤瘙痒、针点状红斑、丘疹、水肿等。所有这些，使面部皮肤排毒养颜和美容抗衰老备受关注。一直以来，人们通常以对症治疗的模式处理这些皮肤问题，如对于敏感性皮肤采用脱敏疗法，对于皮肤过敏则采用抗过敏疗法，对于皮肤紫外线损伤采用防晒和抗氧化剂疗法，对于皮肤油脂分泌过多则采用清洗和脱脂疗法，对于已有感染的毛囊皮脂腺慢性炎症痤疮则采用抗菌疗法，对于皮肤色素增多采用剥脱疗法，等等。而上述种种疗法虽可达到一定的治疗效果，但却很难从根本上解决问题，正所谓：治表难治里、治标不治本，而要从根本上解决这些面部美容及皮肤问题，必须表里同治、标本兼治。

因为，人体皮肤的最外层是非常难以逾越的皮肤屏障结构，它不仅由表皮，尤其是表皮角质层的物理性或机械性屏障结构组成，这种皮肤的物理性屏障功能不仅仅依赖于表皮角质层和表皮全层结构，也不仅仅与表皮结构性脂类神经酰胺、胆固醇和脂肪酸等脂质有关，而且也和皮脂腺与汗腺分泌的代谢性表皮水脂膜以及各种蛋白质、水、无机盐以及其他代谢产物密切相关。因此，要彻底解决与面部皮肤美容相关的诸多问题，或使面部达到较为理想的皮肤美容抗衰老效果，必须采取综合性有效措施，可逆性、实时性、适度性地调控人体皮肤屏障结构与功能。为此，我们近期专门设计和研究了一套新型而实用的皮肤微透析匹配制剂和一种无痛又无创的皮肤微透析疗法。

设计依据

透析疗法（dialysis？therapeutics，简称DT）可谓临床医学最重要的肾替代疗法。对于一些严重的肾脏器质性病变及肾衰和尿毒症患者，临床除了进行血液透析、腹膜透析之外，正在开展皮肤透析。临床医学认为，人体之内的水分子、无机盐和代谢产物，除了可通过泌尿系统（肾脏）、消化系统（肠道）和呼吸系统（肺脏）途径排泄之外，尚可通过人体皮肤及其附属器官的皮脂腺分泌皮脂和汗腺及毛孔分泌汗液不断进行排泄和自主调节。健康成年人在正常情况下一天可通过皮肤组织大小汗腺分泌与排泄的汗液量约为50～700mL，在高于人体皮温时，其汗液的分泌与排泄量甚至可高达1升至数升，通过这些汗液可排出的代谢产物及其它干物质可达2～10g/L。这是因为，当外界温度在高于人体皮温时或升至32℃以上时，皮肤组织上活动状态的汗腺迅速增加，汗液分泌与排泄明显增多。通常，人体可通过汗液的分泌与排泄，排出体内增多的水分、无机盐、有机物及其它代谢产物。有学者报道，人在大量出汗时，一天可通过汗液排泄20～40g固形物，这些固形物除氯化物及无机盐之外，还含有非蛋白氮及尿素、肌酐、肌酸、尿酸、磷酸盐及某些酶等。还有学者发现，在进行皮肤透析时，老化皮肤的代谢状况也在发生明显改变，如坏血酸的浓度随增龄而减低，糖负荷后老年人真皮和皮下脂肪组织透析液的糖浓度差大于年轻人，衰老皮肤的真皮和皮下组织间糖的弥散阻力增加等。由此可见，临床医学中用于严重肾脏器质性病变及肾衰和尿毒症患者的皮肤透析疗法在某些皮肤老化或皮肤严重衰老的人群具有一定的作用，也开辟了肾脏病人除了采用血液透析和腹膜透析疗法之外的新的透析方法。

然而，这种可用于严重肾脏器质性病变及肾衰和尿毒症症患者的全身皮肤透析疗法，其作用机制主要是通过发汗方式排泄肾脏组织难以排泄的体内代谢废产物及多余的水分和无机盐等。微透析是近年发展起来的一种动态采样技术，它利用物质沿着质量浓度梯度进行扩散和透析膜对不同性质成分较为稳定的截留特性，通过在组织中植入半透膜探针，测定透析液中药物的浓度便可推算组织中该药浓度，或对特定部位细胞间隙中小分子化学物质进行活体取样和靶器官直接给药的新手段，以达到连续监测该部位特定化学物质动态变化的目的。目前这种微透析技术只能在临床医学作为诊断之用的主要是根据皮肤透析原理，尚未在人体治疗，特别是皮肤美容方面应用。

人体皮肤及面部皮肤最外层的老化角质、皮肤表面分泌和排泄的过多酸性物、在环境中污染的有害物、有毒物、皮内代谢废产物和可能导致皮肤感染的某些病原体及其隐藏在皮肤组织、甚至是皮肤细胞内的某些毒素和激素等，目前尚未有学者的实验研究报道采用这种全身性皮肤透析疗法对面部皮肤排毒养颜和美容抗衰老行之有效。特别是对于那些面部曾使用过激素和重金属化妆品而最终导致毛细血管扩张、表皮萎缩、色素沉着加重、乃至毳毛粗黑浓密、表皮结构改变，屏障功能受损、皮肤血管收缩、一氧化氮蓄积、毛细血管直径明显扩大、产生红斑、灼热、瘙痒、水肿、皮疹.脱皮等皮肤炎症及过敏性皮炎和刺激性皮炎等皮肤损伤，而早期传统的全身皮肤透析疗法也尚未见用在有关面部排毒养颜和美容抗衰老方面的报道。

而且，一种真正意义上的“皮肤透析疗法”，或者说一种最具实用价值的理想“皮肤透析疗法”，应重在其关键词“皮肤透析”上，当采用更科学、先进、新颖、实用和高效、安全、实时等技术方法和手段，去合理调整皮肤新陈代谢后的生理平衡，并应同时高度重视皮肤透析疗法中所包含的“透出”和“透入”两个双向调节的过程，即一方面应将人体内的有害物、多余物、代谢物和废产物等及时排出体外、并有效清除之以消除其害；同时，还应将人体内所需要的营养物、功效物、活性物及疗效物及时补入体内、并有效利用之以发挥其益。

而正是基于此技术理论之内涵、并合理借鉴此技术背景和科学依据，几年前就曾在国内首先设计、研究和推广应用过一种面部美容抗衰老的皮肤透析疗法（skin dialysis therapeutics，简称SDT）。

设计原理

以往，已经设计和研究成功了一种可用于面部美容抗衰老的皮肤透析疗法（SDT），其基本设计原理是：以人体最外层的皮肤表皮层作为皮肤透析膜，然后，通过某些生物物理、生物化学、分子生物学、天然药物学等方法，逐步使面部皮肤最外层无生命和细胞结构的老化角质蛋白（死皮）移除，并能够使皮肤组织接触环境过程中残留的污染物、蓄积的有毒物（主要包括有害重金属、禁用类固醇激素、甾体激素及性激素等）、皮肤组织代谢过程中产生过多的酸性物、经皮排泄的代谢废产物（主要包括非蛋白氮、氧自由基及其代谢产物）以及可能导致皮肤感染的某些病原体（主要包括某些致病性细菌、真菌、螨虫）及其毒素等被及时排出至皮肤之外，然后有效清除之。

在上述面部美容抗衰老皮肤透析疗法（SDT）的基础上，而今又设计、研究和推出一种可同步进行面部排毒养颜和美容抗衰老的皮肤微透析术（Skin Micro-Dialysis Therapeutics，SMDT）。该皮肤微透析术（SMDT）设计的基本原理虽然同样是利用人体最外层皮肤的表皮层作为透析膜所实施的面部皮肤排毒养颜和美容抗衰老的技术，但新的皮肤微透析术（SMDT）及其疗法中不仅增加了“皮肤微透析”的概念，且在整个疗法实施过程中，实际上也重点突出了“皮肤微透析”技术，即皮肤微透析疗法（SMDT）匹配的所有制剂的分子量“微小化”（均

技术组成

皮肤的排毒养颜和美容抗衰老非常复杂，需要全面和综合的科学技术方法和手段才能达成。全套新型、实用、无痛、无创面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法及其技术系统，主要根据面部皮肤结构和美容保健要求及皮肤微透析特点设计，它采用生物物理与电子仪器、生物化学与天然药物、生物医学与美容医学、美容化妆品与皮肤抗衰老等边缘学科、交叉学科等跨学科综合研制而成，具有明显的技术优势和鲜明的技术特点。具体地说，这种面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法的全套技术组成（含匹配的皮肤微透析液的制备仪器设备）主要包括如下几个部分：⑴皮肤微透析小分子透析液制备系统及仪器设备：由可调式恒温A透析液生成器、可调式恒温B微透析液生成器、可调式低温双层玻璃反应釜流式C微透析液、低分子化中空纤维超滤器等组成；⑵皮肤微透析小分子透析液：由首次疏通反应A微透析液、次级络合反应B微透析液、营养保湿流式C微透析液等组成；⑶皮肤微透析膜包：由首次疏通反应A皮肤微透析膜包、次级络合反应B皮肤微透析膜包、营养保湿流式C皮肤微透析膜包等组成；⑷皮肤微透析仪及其辅助系统：主要由皮肤微透析仪、冷热兼容离子喷雾仪等组成；⑸皮肤微透析后期养护制剂：主要由促进面部皮肤表皮层新生细胞生长和增殖及再生修复和皮肤屏障功能重建的深海鳕鱼天然多肽生物活性因子冻干粉及其活化液、促进面部皮肤真皮层细胞基质分泌及皮肤营养保湿和年轻化的酶解小分子深海鳕鱼多肽冻干粉及其活化液等。

技术特色

1 .科学：面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法中所使用的制备仪器、匹配制剂、技术操作方法等，是根据人体皮肤组织结构及其代谢、皮肤老化现象及其特征、面部美容皮肤常见或疑难问题等现实特点，依据各学科的专业理论、技术和智慧进行集体论证、针对性设计和研究，涉及多个学科合理交叉、多个专业优势互补，整体技术较为科学。

2 .先进：皮肤微透析疗法的技术是采集多学科理论和技术设计和研究，科学应用生物物理与电子仪器、生物化学与天然药物、生物医学与美容医学、美容化妆品与皮肤抗衰老等边缘学科、交叉学科等跨学科技术，特别是在皮肤微透析小分子透析剂制备仪设计制造、皮肤微透析小分子活化剂皮肤微透析匹配膜包的配方组成、皮肤微透析营养修复多肽活性因子及天然药物经皮传递载体分子构建及海洋生物活性多肽因子酶解和非酶解提取分离等方面，整体上较为先进。

3 .创新：面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法是在前期皮肤美容透析疗法的基础上，近期新设计和研究的升级产品和技术，特别是这种面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法的整体概念及其技术（包括皮肤微透析小分子透析液制备仪、皮肤微透析小分子活化液、皮肤微透析匹配膜包、皮肤微透析仪及其辅助应用系统、皮肤微透析后期护养的促新生细胞生长多肽和营养修复多肽活性因子等）独特思考、设计和搭配，整体上具有一定的创新性。

4 .实用：面部皮肤遭受空气污物、非法劣质化妆品中重金属、激素、损容性致病菌及其毒素等有害物蓄积等造成皮肤伤害的排毒问，以及面部皮肤无细胞结构的老化角质和面部分泌过多的汗液、油脂、酸性物、皮下代谢废产物、皮肤形成色素堆积等造成的面部皮肤美容问题等一直是美容医学和皮肤护理及皮肤抗衰老领域最为重视和研发的热点，也是众多爱美和求美者最为敏感和关注的焦点，而今设计和研究的面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法具有无痛、无创、安全、有效，且整套系统及其匹配制剂已程序化、规范化、简单化、舒适化等，因此，整体技术较为实用。

5 .合法：面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法中所使用的制剂均为国内外允许使用和添加于皮肤美容及其化妆品的，作用温和、安全、无毒副作用，特别是整个技术过程绝对为无浸润性、无痛、无创等方法，尚不属于医疗美容的范畴，因此，特别适合在不同规模的美容和美体机构使用。

作用机制

面部排毒养颜和美容抗衰老皮肤微透析疗法的作用机制明确而清楚，其每一步过程的具体作用机制如下：

第一，皮肤微透析小分子活化液中的首次疏通反应A皮肤微透析液及其皮肤微透析膜，能在皮肤上自然形成皮肤生理缓冲体系，使之接近人体皮肤的生理学特点，及时和有效地纠正或调节原来面部皮肤代谢性过程中所导致的皮肤酸碱度失衡、减少皮肤沉积过多代谢性酸碱性物质不平衡对面部皮肤的刺激和损伤、改善和调节皮肤组织生理平衡；这种皮肤微透析首次反应A透析液还能及时去除蓄积在面部皮肤来自外界环境的污物、异物和来自皮肤内源性分泌和排泄的代谢废产物（非蛋白氮、无机盐）及皮脂腺和汗腺分泌和排泄的过多油脂、汗渍及其有害有机物等，且老化角质蛋白（死皮）水解剂属巯基蛋白酶及肽酶，具有较宽的底物特异性，可高效作用于角质蛋白有氨酸残基羧基参与形成的肽键。切开角质蛋白质分子内部肽链使其降解或水解，从而最大限度降解并水解面部皮肤表面一些无细胞结构的老化角质蛋白（死皮），以及时疏通面部皮肤表面汗腺、皮脂腺、松解皮肤表皮层的屏障结构及细胞间隙和相关离子通道、有效预防或治疗皮肤毛孔、汗腺、皮脂腺及细胞间隙及离子通道的封闭或堵塞等；同时，皮肤微透析首次反应A透析液中还对面部痤疮、色素沉着等有很好的疗效，且还可预防面部皮肤螨虫和痤疮杆菌等有害昆虫和细菌的感染等。

第二，皮肤微透析小分子活化液中的次级络合反应弱B微透析液及其皮肤微透析膜，可在首次疏通反应A皮肤微透析液及其皮肤微透析膜作用后，使面部皮肤的皮脂腺、汗腺、毛孔基本被疏通，皮肤屏障结构及细胞间隙和离子通道也部分开放，这可使它们加快与皮肤组织及皮肤细胞之中残留和蓄积的有害重金属和激素进行结合反应，并及时减轻或消除其对皮肤组织的生理性和病理性损伤。目前学术观点和科学研究初步证实，砷、铅、汞、镉、铬、钕等多种有害元素均对皮肤组织及其细胞造成损伤和破坏，及时消除并有效对抗这些有害重金属元素对皮肤组织及其细胞的损害，是当今面部皮肤美容保健的重要内容。皮肤微透析小分子活化液中次级络合反应B微透析液及其皮肤微透析膜，在面部皮肤组织中遇到这些对皮肤组织及其细胞有害的重金属元素之后，即可形成一些毒性较低的稳定而可溶于水的重金属络合物，使其易于排出体外或皮外；另外，皮肤微透析小分子活化液中次级络合反应B微透析液及其皮肤微透析膜所带负电荷的非金属离子，对某些有害重金属具有较强的亲和力和离子交换效应，一方面它们可对面部皮肤组织及面部皮肤蓄积的这些对皮肤有害的重金属进行非共价键吸附，使其减少在皮肤组织中的自由扩散和弥漫性游走，以控制其损伤和破坏加重或蔓延；另一方面，这些重金属络合剂或解毒剂通过离子交换反应，降低有害重金属的级联损伤效应。通过热喷发汗，可使上述被络合的有害重金属不断被排出皮外，从而减轻、改善或消除面部皮肤曾因过多使用含重金属等劣质美容品或化妆品所产生的皮肤损伤或致敏状态。除此之外，次级络合反应B微透析液及其皮肤微透析膜还可作为面部皮肤组织中有害重金属的阻断剂或拮抗剂，参与或阻断这些有害重金属在皮肤组织及其细胞中的某些生物化学反应和损伤过程，大大减少或减轻这些有害重金属的毒性作用及其对面部皮肤的损伤及有害作用。不仅如此，皮肤微透析小分子活化液中的次级络合反应B微透析液及其皮肤微透析膜，还能对皮肤组织及细胞中的酪氨酸酶辅基或激活剂铜离子进行结合，不仅可抑制酪氨酸酶的活性，控制多巴色素反应产物生成、减少黑素和黑素颗粒迁移、转运至皮肤表面，从而减轻面部皮肤色素沉着，达到皮肤增白之目的。目前的学术观点和科学研究结果还普遍认为，含有某些类固醇激素、甾体激素、性激素等美容化妆品及外用制剂在面部皮肤的滥用，不仅会对皮肤组织及其细胞的正常结构和功能造成不良影响，而且还会造成皮肤及其细胞的明显损伤和破坏，轻者可致其面部皮肤出现致敏状态或轻度反应，重者可使其面部出现难治性激素依赖性皮炎等。而今的皮肤微透析小分子活化液中的次级络合反应B微透析液及其皮肤微透析膜，在与面部皮肤组织及其细胞上相应激素接触后即可发挥积极的表皮及屏障功能修复和抗炎效应。其抗炎作用机制主要是在皮肤组织及其细胞内阻断引起敏感性肤质的花生四烯酸生成前列腺素及白三烯等炎性递质，从而达到抗炎和止痒等作用；同时，通过抑制皮肤组织及其细胞内的钙依赖性信号传导途径及抑制皮肤肥大细胞和嗜碱粒细胞内合成炎性介质的释放，降低朗格汉斯细胞对免疫细胞的刺激活性，发挥局部免疫调节、抗炎及止痒等作用，并可改善一直受激素或非激素导致的皮肤萎缩、毛细血管扩张、过敏反跳现象等不良反应。特别是皮肤微透析小分子活化液中的次级络合反应B微透析液及其皮肤微透析膜之中所含有的某些天然植物提取物在分子结构上与糖皮质激素非常接近和类似，具有激素样正能量，但无激素样的副作用。

第三，按照美容护理的常规方法，不断向正在进行皮肤微透析的面部进行热喷，实时对面部皮温进行合适提升，以此开启皮肤的温热效应和温和物理刺激，此温热效应提高组织温度，加快促进面部皮肤大小血管和毛细血管舒张，加快促进皮肤组织血液循环，血流速度加快，加速皮肤组织的新陈代谢，使经过上述微透析的面部皮肤汗液大量分泌和排泄。而且，不断向正在进行皮肤微透析的面部进行热喷，实时对面部皮温进行合适提升，以此开启皮肤的温热效应和温和物理刺激，还可反馈性地引起正电位、肌电位、神经生物电位发生有益的改变，调节局部免疫状态，抑制毛细血管的通透性，抑制和减少生物活性物质（组胺、五羟色胺、前列腺素、激肽、缓激肽、慢反应物质等）的释放。在离子水热喷的作用下面部皮温升高可致大量出汗，可将经过首次疏通反应A微透析液和次级络合反应B微透析液及其微透析膜中吸附的有害重金属、有害激素和其它代谢废产物及毒素等随大量汗液不断被排出皮肤之外、并被纯净水喷洗干净除之。这样一来，即可大大降低或消除蓄积于皮肤组织及其细胞内的多种有害重金属、激素、代谢废产物和毒素等；同时，进一步促进面部皮肤组织中汗腺和皮脂腺活动兴奋，大量毛孔尽可能扩张，并通过这些扩张的汗腺、皮脂腺和毛囊孔等不断排泄那些储留过多的皮脂、无机盐、非蛋白氮等，从而，达到皮肤微透析需要达到的排毒养颜、美容与保健的疗效。

第四，在皮肤微透析者面部皮肤补充营养保湿流式C皮肤微透析液或者贴敷营养保湿流式C皮肤微透析膜后，再采用美容常规法中的离子水冷喷，最后再涂抹一层防晒保湿底膜，其作用机制是：通过于皮肤微透析部位补充营养保湿剂，为经过皮肤微透析净化后的面部表皮屏障结构的重建提供基础条件，并及时改善和补充经过皮肤微透析净化后面部皮肤的营养和水分等；而不断缓慢向面部皮肤进行大量去离子水冷喷，为的是尽快降低皮肤表面的温度，使被热喷过度刺激的血管、汗腺、皮脂腺和毛孔等自然恢复到生理常态，一方面使面部皮肤组织收缩、紧致、皱纹减轻或减少，另一方面，在进行离子水热喷之后再实施离子水冷喷，则可大大降低被热喷激活的表皮基底细胞层黑素细胞的增殖或活化，使受温升影响的多巴色素反应进程逐步减慢或完全抑制，这样，可使黑素蛋白和黑素颗粒转运和表面移行得以及时控制，这样，即可有效降低了上述反应可能导致的皮肤色素生成过多、沉积加重，从而使经过上述皮肤微透析的面部皮肤更加白皙、光亮和年轻。而且，离子水的低温冷喷还能降低皮肤瘙痒传导神经纤维的敏感性，增强皮肤抗敏止痒物质的释放，起到皮肤镇静作用。而最后涂一层防晒保湿底膜，其机制一方面是希望通过这层防晒保湿底膜预防和减轻经过皮肤微透析后的面部皮肤易遭日光中紫外线晒黑和氧化损伤，而另一方面也是为了有效抵御空气及外界环境中化学污染物和有害异物的二次级联损伤，以更好维持和保护皮肤微透析的效果。

第五，在美容机构完成皮肤微透析后，交给皮肤微透析者进行后期皮肤养护的两套制剂，一套是深海鳕鱼天然多肽生物活性因子冻干粉及其活化液，另一套是酶解小分子深海鳕鱼多肽冻干粉及其活化液。深海鳕鱼天然多肽生物活性因子冻干粉中不仅含有丰富的天然生活性多肽，而且，还含有多种高效皮肤细胞生长因子等，且其活化液中还含有匹配的皮肤细胞活化液和营养保湿滋润因子等，对于加快促进面部皮肤新生细胞生长发育和增殖分化及表皮组织再生修复和皮肤屏障功能重建提供良好的微环境和培养基。而深海鳕鱼酶解小分子深海鳕鱼多肽冻干粉中不仅含有丰富的小分子生活性多肽，且还含丰富的皮肤真皮层胶原蛋白特征性的甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨（Gly-Pro-Hyp）三肽序列成分及其相应的小分子量的寡肽，它们为皮肤微透析的面部皮肤提供了合成胶原纤维和弹性纤维的原料，也为皮肤弹性、韧性和胶原纤维和弹性纤维及网状纤维间分布大量的水分、细胞外基质和细胞等是提供了重要而充足的生化反应及细胞营养原料；同时，深海鳕鱼酶解小分子深海鳕鱼多肽，还能加快促进经过皮肤微透析后的面部皮肤真皮层中新生结构组织胶原和酸性粘多糖及透明质酸等细胞基质的合成与分泌，这些对于皮肤营养、保湿、抗皱等皮肤年轻化具有积极意义。