科技政策与发展战略--.doc

PAGE PAGE 28 《科技政策与发展战略》 2004.5 生物分子光子学 ——香山科学会议第217次学术讨论会综述 光子学技术在研究基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用、疾病早期诊断、新药研究、药效评价等方面正在并将继续发生重要作用。随着激光技术、光谱技术、显微技术、计算机技术以及荧光标记技术的飞速发展，结合多个学科探索光子学技术在生物分子研究及医学诊断与治疗中的应用，已成为国际上迅速发展的领域。 以“生物分子光子学”为主题的香山科学会议第217次学术讨论会于2003年11月5～7日在武汉的华中科技大学举行。华中科技大学骆清铭教授和武汉大学庞代文教授担任执行主席。会议的中心议题为：生物分子光学标记技术、生物分子间相互作用的光学成像、生物分子光学成像新技术与三维可视化、在体光学成像等。来自全国22个单位的36位专家、学者参加了此次学术讨论会。 骆清铭教授作了“生物分子光子学”的主题评述报告，指出由于光子具有极高的信息容量和效率、极快的响应能力、极强的互联能力与并行能力、极大的存储能力以及对检测样品无损伤等优点，光子技术在生命学科中的应用已成为国际上迅速发展的领域。蛋白质-蛋白质相互作用是现代生命科学研究的重大科学问题之一，因为这些相互作用不仅控制着基因转录、细胞分裂和细胞增殖，同时还介导细胞坏死过程中的信号转导、致癌转化和调整等。传统研究方法虽然取得了非常重要的研究成果，但还不足以解释生命活动的基本规律，因此非常有必要发展一种能对蛋白质-蛋白质相互作用进行在体无损成像的研究方法。 他还介绍了目前国际同行对动物活体内基因表达与蛋白质-蛋白质相互作用的在体光学成像的研究。他认为此项研究工作在国际上刚刚开始起步，主要涉及报告基因标记技术、微型正电子发射断层成像与光学成像检测技术。必威体育精装版的研究表明，采用报告基因的互补与重组策略，可很好地实现动物活体内的基因表达与蛋白质-蛋白质相互作用的无损在体光学成像监测。他还对活细胞内基因表达与分子间相互作用的动力学过程的实时在体光学成像各项技术进行了评述，并对各项技术的可能应用进行了展望。 一、生物分子光学标记技术 王柯敏教授作了“基于生物纳米颗粒和分子信标的荧光识别方法”的中心议题报告。他指出，人们对生命现象的观察和研究已深入到单细胞、单分子和核酸的单个碱基这样的层次。为了更加准确地研究生物分子间的相互作用以及重大疾病的早期诊断，迫切需要在更加微观的尺度（纳米尺度和单分子水平）上原位、活体、实时地获取各种生物化学信息。这对现有许多传统、常规的分子生物学方法与手段是极大的挑战。光学标记技术与光学成像技术在研究基因表达以及蛋白质-蛋白质相互作用的过程中，为获取及利用各种生物化学信息提供了革命性的手段。 王柯敏教授还指出，合成各种尺寸的荧光纳米颗粒和荧光量子点纳米颗粒，通过表面修饰的方法使其表面具有生物活性与生物靶向性，利用纳米颗粒显著放大信号的优势，将其用于活体细胞和动物器官的基因表达和蛋白质实时在体光学成像研究；建立核酸切割过程、核酸磷酸化过程以及核酸连接过程的荧光监测方法，实现核酸-蛋白质相互作用的实时监测等，可望在生命活动的基本规律研究方面发挥重要作用。 庞代文教授在“纳米标记”专题发言中，介绍了一种简便、安全、高效、廉价的核/壳型量子点合成新方法，可大量制备性能优良的CdSe/CdS和CdSe/ZnS等II-VI核/壳型量子点。该方法操作安全、简便、重复性好、价格低廉，为大规模工业化生产核/壳型量子点奠定了基础。他们研制出了具有生物分子（或特异细胞）识别（靶向）功能、荧光示踪功能、可操纵功能的多功能生物医用新材料并初步实现了癌细胞的靶向可视化富集抓取；研制出了基于纳米金标记放大技术的电化学DNA传感器，提出了“多级三维双放大”的概念；研制出了基于纳米标记放大技术的目视化基因诊断芯片，实现了基因检测的直接目视化。 赵元弟教授在“纳米生物光子学”的专题发言中，介绍了国际上一门新兴的交叉学科，即结合纳米技术用于生物体系光子学研究的纳米生物光子学。认为它应包括两个层次的研究，一是在纳米尺度上研究生物问题的光子学，包括纳米分辨光学显微成像技术、光学纳米操纵与检测技术；二是纳米光学技术在生物学中的应用，如荧光共振能量转移(FRET)、分子信标和纳米荧光探针等。针对纳米荧光探针，他以量子点为例，按分子、细胞、组织和在体等层次介绍了其在生物分子光子学中的应用，并指出，以量子点的生物功能光学成像研究为代表的纳米生物光子学研究将是其实验室下阶段的主要研究方向。 黄振立博士在“高通量药物筛选中的光子学技术”的专题发言中，介绍了国内外高通量药物筛选的研究现状、高通量药物筛选在创新药物发展中的作用、高通量药物筛选中的各种光子学编码