淺談生物化學檢驗技術在醫學領域中的運用

黃強 黃磊 劉小龍 郟弋萍

【摘 要】生物化學是研究生物體化學組成、結構及生命中各種化學變化的一門生物學分支學科[1]。內容主要包含了從蛋白質、核酸、酶、維生素、激素到無機離子等一系列常見的化學成分以及物質組成、物質代謝、結構與功能和繁殖與遺傳等研究內容[2]。其目的是闡明疾病發生過程中的生物化學變化 為臨床上幫助醫師對患者治療提供依據。 而生物化學技術是對組成人體的生物活性物質及其代謝產物，如蛋白質（氨基酸）、核酸（核苷酸）酶、維生素、糖類、脂類物質等進行分離提取、含量測定、活性鑒定、生化分析、制備與改造的技術。生物化學技術的發展在推動生物科學理論和應用方面取得了驚人的進展。掌握生物化學技術不僅是生物化學專業人員從事研究、生產和檢驗工作必不可少的手段，也是其他相關學科實際生產和檢驗的重要工具。

【關鍵詞】生物化學技術、光譜分析技術、電泳技術、高效液相層析、生物芯片

【中圖分類號】R446 【文獻標識碼】B 【文章編號】1005-0019（2018）19--02

1 生物化學技術發展簡史

生物科學在20世紀有著驚人的發展，其中生物化學與分子生物學的進展尤為迅速，這樣一門最具活力和生氣的實驗科學，在21世紀必將成為帶頭的學科，這主要有賴于生物化學與分子生物學實驗技術的不斷發展和完善。以下對是生物化學技術史重大事件簡單回顧。

20年代微量分析技術導致了維生素、激素和輔酶等的發現；30年代電子顯微鏡技術打開了微觀世界，使我們能夠看到細胞內的結構和生物大分子的內部結構；40年代層析技術大發展，兩位英國科學家發明了分配色譜層析，他們獲得了1952年的諾貝爾化學獎；50年代“放射性同位素示蹤技術”為各種生物化學代謝過程的闡明起了決定性的作用。60年代各種儀器分析方法用于生物化學研究，取得了很大的發展，如HPLC技術、紅外、紫外、圓二色等光譜技術、NMR核磁共振技術等；70年代基因工程技術取得了突破性的進展； 80至90年代基因工程技術進入輝煌發展的時期， 各類基因工程成果不斷涌現。

我國生物化學研究較國外起步晚，但也相當成果。如：吳1965年我國化學和生物化學家用化學方法在世界上首次人工合成了具有生物活性的結晶牛胰島素，1983年又通過大協作完成了酵母丙氨酸轉移核糖核酸的人工合成等。

2 生物化學技術在醫藥中的運用

生物化學檢驗技術是以自動化生化儀器的廣泛應用的一種新生物技術，在醫學領域中有著廣泛的應用，在推動醫學檢驗發展上起著至關重要的作用。 隨著醫學技術和生物化學技術的相結合，一批新生的生物化學檢驗技術正廣泛在醫藥領域開展，如膜分離技術、電泳技術、光譜分析技術已經普遍應用于醫療， 而以高效液相層析技術、生物傳感器技術、生物芯片技術等高新技術也已開始逐漸在臨床上得到應用，取得了良好的效果。

2.1 膜分離技術

膜技術作為一門新型的高效分離、濃縮及提純技術，新的膜分離過程不斷地得到研究和應用，形成了獨特的新興高科技產業。在中西藥物的提取、分離和濃縮上，膜分離技術已經取代了一些傳統的技術，成為提高制藥工業經濟效益和減少醫療投資的重要途徑。

膜分離技術在醫藥中主要有一下幾點運用。其一：用于提純中藥有效成分；其二：在精制中藥口服液中的應用；其三：在中藥注射劑中的應用；其四用于制備藥酒；其五：用于制備酶制劑及蛋白質等生化產品的分離、濃縮和純化；其六：用于抗生素的分離、濃縮和純化；其七：用于氨基酸的分離、濃縮和純化；其八：在人工腎上的應用；其九：在人工肺上的應用。

2.2 電泳技術

隨著新的電泳技術的出現，各種自動化電泳分析儀問世并相繼被引入臨床實驗室，電泳技術在臨床疾病的診斷中正發揮越來越多的作用，特別是為各種體液蛋白質、同工酶等的檢測提供了新的手段。電泳在醫學領域中的應用主要有以下幾點。第一：血清蛋白電泳。第二：尿蛋白電泳。第三：腦脊液蛋白電泳。第四：血紅蛋白及糖化血紅蛋白電泳。第五：免疫固定電泳。第六：同工酶電泳。第七脂蛋白電泳。

2.3 光譜分析技術

分光光度檢測技術又稱為分子光譜檢測法，是利用物質分子所特有的吸收光譜或發射光譜而對物質進行定性定量測定的檢測技術。分光光度技術在醫學領域中應用相當廣泛，是應用最為成熟的技術之一。第一：用于測定溶液中物質的含量，例如可用以血糖檢測。第二：用于檢測酶活力。第三：用于分析鑒定化合物。

2.4 高效液相層析法

高效液相層析法是用特制微粒充填的層析柱作為固定相，通過高壓使液體流動相快速通過層析柱而達到快速有效分離液相中各種物質的層析技術。蛋白質、糖類、核酸、氨基酸、生物堿、類固醇和類脂等大分子以及高分子聚合物都能用高效液相層析進行很好的測定。

2.5 生物傳感器

生物傳感器是一類特殊的傳感器，它以生物活性單元（如酶、抗體、核酸、細胞等）作為生物敏感單元，對目標測物具有高度選擇性的檢測器。生物傳感器是一門由生物、化學、物理、醫學、電子技術等多種學科互相滲透成長起來的高新技術[3]。生物傳感器技術可用于葡萄糖的測定、膽固醇的測定、DNA雜交分析、在免疫分析 [4]和DNA 芯片、病原體的檢測、胰島素等的檢測中

2.6 生物芯片技術

生物芯片技術是通過縮微技術，根據分子間特異性地相互作用的原理，將生命科學領域中不連續的分析過程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化學分析系統，以實現對細胞、蛋白質、基因及其它生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。在醫學上，可用于遺傳病的遺傳機制研究及診斷、病原體及病原體分型診斷、耐藥性檢測、藥物篩選、各類實質性器官的移植和骨髓移植中供受體的配型、毒理學研究、實現用藥個體化等。

參考文獻

李洪春，范雪雪，鄭璐.臨床生物化學與生物化學檢驗在線教學系統的構建與開發[J].中國高等醫學教育.2009（10）：77-78.

褚玉新，王曉春.臨床生物化學和生物化學檢驗實驗教學研究[J].湖南醫科大學學報（社會科學版）.2008（4）：76-77

羅宏，劉勁，鄧剛.生物傳感器在醫學中的應用現狀和發展前景[J].醫療設備信息，2006，21（11）：40-44.

曾輝，溫志立，生物傳感器在醫學中新的應用[J].代臨床醫學生物工程學雜志，2002，8（1）：72-75.