奈米生物技術(shù)

第六章奈米生物技術(shù)6.1前言6.2奈米元件與生物反應(yīng)系統(tǒng)6.3奈米生物技術(shù)應(yīng)用範(fàn)疇6.4奈米生物技術(shù)未來研究及發(fā)展6.1前言研究生物體元件(bio-elements)的奈米級工具及檢測技術(shù)統(tǒng)稱為奈米生物技術(shù)(nano-biotechnology)。以尺度而言，一般細(xì)胞生物(cellularlife)單一細(xì)胞尺寸屬微米級(microscale)，如大腸桿菌，其直徑約在2微米;長5微米，故其內(nèi)部元件或基本建構(gòu)元件(buildingblocks)尺度，大都在奈/微米(nano/micro)級之間，所以奈米技術(shù)發(fā)展，預(yù)期進一步了研究生物體微小元件及生物反應(yīng)系統(tǒng)運作方式的可行性。目前奈米技術(shù)已可操控原子級粒子並研究其微小化下的物化特性，如何利用此一技術(shù)並配合目前分子生物學(xué)發(fā)展，來進一步了解活體中生物活動(甚至生命)現(xiàn)象，將是未來數(shù)十年間，重要研究課題之一。把奈米技術(shù)引入生物學(xué)研究的目的在於微小化奈米技術(shù)可幫我們(1)精準(zhǔn)辨識反應(yīng)中的微小生物分子(如特定酵素)的存在、(2)控制特定生物分子的移動，及(3)運送特定微小粒子至某定點等，而這些結(jié)果都將有助於進一步了解各生物分子特性，其相互間的作用情形，及生物系統(tǒng)本身的效率及精準(zhǔn)特性。以前述大腸桿菌生長為例，一隻大腸桿菌在30分鐘完成便完成伍佰萬個鹼基對複製，亦即一秒鐘內(nèi)可複製二仟八佰個鹼基對，而奈米微小化技術(shù)可幫助我們了解：(1)這高效率的系統(tǒng)是如何達成的，及(2)在如此快速的製程中，微小元件的位移控制又是如何完成的?？傊蚊籽芯靠蛇M一步回答生物系統(tǒng)對其元件掌控的專一及精準(zhǔn)特性，而因為奈米技術(shù)的發(fā)展，未來這些特性的研究也可能在活體中完成。更重要的一點是—這些研究成果都與身為生物之一的人類息息相關(guān)，故其重要程度不言可諭。6.2生物元件與生物反應(yīng)系統(tǒng)生物元件種類甚多，也常因物種不同而有所差異。研究不同生物元件與其組合而成的生物反應(yīng)系統(tǒng)(bio-reactivesystems)，是了解生物運作機制的最佳方式之一。有鑑於此，本節(jié)就常見且重要的生物元件與生物反應(yīng)系統(tǒng)及其功能作說明：

核酸(nucleicacid)蛋白質(zhì)(protein)粒腺體(mitochondrion)細(xì)胞膜(cellmembrane)電子傳遞系統(tǒng)(electrontransferringsystem)免疫系統(tǒng)(immunesystem)神經(jīng)傳遞系統(tǒng)(nervoustransferringsystem)核酸

核酸(nucleicacid)廣泛存在所有動、植物細(xì)胞及微生物體內(nèi)，並可分為核糖核酸(ribonucleicacid簡稱RNA)，和去氧核糖核酸(deoxy-ribonucleicacid簡稱DNA)。DNA是儲存、複製和傳遞遺傳信息的主要物質(zhì)，而RNA有三種，分別在蛋白質(zhì)合成過程中扮演重要角色，其中轉(zhuǎn)移核糖核酸(transferRNA或tRNA)，有運送和轉(zhuǎn)移活化氨基酸(aminoacids)的功能﹔信使核糖核酸(messengerRNA或mRNA)，是合成蛋白質(zhì)的模板(template);核糖體的核糖核酸(ribosomalRNA或rRNA)，則是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的主要工廠。每一條DNA或RNA都是一個巨型分子，由數(shù)目不等的核甘酸(nucleotide)聚合而成。核甘酸是由三大部份組成，即核醣(ribose；RNA用)/去氧核醣(deoxyribose；DNA用)、磷酸根(phosphate)及包含嘧啶(pyrimidines)和嘌呤(purines)的含氮鹽基。核醣及磷酸根形成核酸的骨幹(backbone)，其中每一個核甘酸的磷酸根會接在上一個核甘酸核醣第3個碳的位置上，而含氮鹽基才是造成每個核甘酸特性不同的原因。含氮鹽基中嘧啶又有三種：胞嘧啶(cytosine)存在於DNA和RNA中，胸腺嘧啶(thymine)僅存在於DNA中，尿嘧啶(uracil)僅存在於RNA中，嘧啶是由碳原子和氮原子組成的六邊環(huán)，不同嘧啶的差別在於連接在環(huán)上的官能基不同；嘌呤有二種：腺嘌呤(adenine)和鳥糞嘌呤(guanine)，是由一個六邊環(huán)及五邊環(huán)的組合體，在DNA和RNA中都有。各種核甘酸，以含氮鹽基第一個英文字母簡稱之，即C、T、U、A、G等。在正常情形下，A與T(或U)以二個氫鍵相互配對連結(jié);G與C則以三個氫鍵結(jié)合，所以相同長度的DNA中若含較多GC配對時，其所需要將雙股DNA分離的能量也愈大。DNA的組成因子從物理的角度來看，各種力場對DNA性質(zhì)和性能的影響、相互作用力對DNA性質(zhì)的影響、及現(xiàn)有的理論和模型是否足以解釋DNA分子的性質(zhì)等，都是目前研究甚多的課題。由於DNA特有的雙股螺旋結(jié)構(gòu)，使得其形變和彈性性質(zhì)與其生物功能有直接的關(guān)係，例如在DNA複製的過程中，雙股螺旋必須反轉(zhuǎn)並斷開鹼基對之間的氫鍵，以利DNA複製酵素(polymerase)等分子連結(jié)並利用被分開的兩股核甘酸作為複製的模版(template)，而針對這些力場的作用及DNA彈性性質(zhì)的研究，是了解生物體遺傳物質(zhì)製造/運送過程中，不可或缺的一環(huán)。力場對DNA之影響此外，近年來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)包括癌癥、精神病、及遺傳病等，許多人類疾病是因為染色體內(nèi)不穩(wěn)定的核酸重複序列發(fā)生突變所致。其中由三個核甘酸重複序列倍增突變所導(dǎo)致的遺傳疾病有:易脆X染色體癥候群(FragileXsyndrome)、延髓肌萎縮癥(Spinalandbulbarmuscularatrophy，SBMA)、亨丁頓氏舞蹈癥(Huntington’sdisease，HD)、小腦脊髓幹運動失調(diào)癥候群(spinocerebellarataxias，SCAs)、齒狀紅核蒼白球肌萎縮癥(Dentatorubralpallidolusyianatrophy/HawRiverSyndrome，DRPLA/HRS)、Machado-Josephdisease(MJD)、以及肌強直型肌肉萎縮癥(MyotonicDystrophy;DM)等。這些不正常核甘酸重複序列有些是位於轉(zhuǎn)譯區(qū)(codingregion)基因座內(nèi)有一段不穩(wěn)定的CAG核甘酸重複序列擴增突變(expansionmutation)，所造成的神經(jīng)退化性疾病(neurodegenerativedisease)，如上述的SBMA、HD、SCAs、DRPLA/HRS、MJD等病癥;有些則是位於不轉(zhuǎn)譯區(qū)(non-codingregion)內(nèi)，由不穩(wěn)定的CTG或CGG核甘酸重複序列倍增突變所造成的肌肉萎縮、智障等遺傳疾病，如：DM?；蛲蛔冊?972年，美國史丹福大學(xué)的研究人員正式發(fā)展出基因重組(generecombination)的技術(shù)。這項原本為了分析各基因的作用而發(fā)展出來的技術(shù)。最初所謂的基因重組是指科學(xué)家利用技術(shù)，將選取的目標(biāo)基因(DNA)與另一段不同生物的DNA互相接合，形成重組DNA，再將重組DNA放入菌體中，於是重組的DNA便能在菌體內(nèi)複製並合成相對蛋白質(zhì)。故此技術(shù)可用來判斷目標(biāo)基因的產(chǎn)物及其功用並了解各基因的作用。基因重組的技術(shù)包括四個步驟：(1)基因的選取，(2)目標(biāo)DNA與載體DNA的結(jié)合(所謂載體是指可以攜帶基因進入菌體的物質(zhì)，一般常用的有細(xì)菌的質(zhì)體(Plasmid)及噬菌體(microphage)，(3)將重組DNA放入菌體內(nèi)，進行複製和表現(xiàn)其性狀(4)分析目標(biāo)基因合成的產(chǎn)物。

基因重組2.蛋白質(zhì)若針對人類而言，蛋白質(zhì)是細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、肌肉、皮膚和許多身體構(gòu)造的主要成分，也是形成酵素、血液中的血紅蛋白質(zhì)及抗體的主要物質(zhì)，對身體成長及自我修補受傷組織的功能非常重要。在微觀的製造方面，生物體利用轉(zhuǎn)錄(transcription)機制將基因DNA片段轉(zhuǎn)成mRNA，再利用核醣體(ribosome;內(nèi)含rRNA)將mRNA資訊經(jīng)轉(zhuǎn)譯(translation)及tRNA運送來對應(yīng)胺基酸製成蛋白質(zhì)。氨基酸(aminoacid)是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單元，自然界每個氨基酸的氨基(aminogroup)和羧基(carboxylgroup)都與同一個碳原子以共價鍵結(jié)合，稱為-胺基酸，不同的氨基酸各有一個不同的「側(cè)鏈」(sidechain)而不同數(shù)量和種類的氨基酸可以相互連接成一條鏈狀的構(gòu)造，稱為polypeptide;而不同數(shù)量的polypeptide經(jīng)化學(xué)作用如氫鍵、雙硫鍵等，連結(jié)成各種不同的蛋白質(zhì)。完整的蛋白質(zhì)俱四級結(jié)構(gòu)，分別是初級、次級、三級結(jié)構(gòu)及四級結(jié)構(gòu)。初級結(jié)構(gòu)指的是蛋白質(zhì)的胺基酸序列，序列上些微變化，會影響蛋白質(zhì)折疊和其功能；次級結(jié)構(gòu)主要是以氫鍵做局部重複的折疊或盤繞，常見的折疊形狀有α螺旋(alphahelix)及β-摺板(β-sheet)二種;三級結(jié)構(gòu)主要是由雙硫鍵(disulfidebridges,-S-S-)連結(jié)二個胱胺酸(cystine)單體而將二級結(jié)構(gòu)扭曲重疊，四級結(jié)構(gòu)主要是由二個以上的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組成，也代表具功能性蛋白質(zhì)的完整結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)常因pH值、鹽濃度、溫度等的影響，瓦解安定結(jié)構(gòu)的恐水性結(jié)合，包括氫鍵、離子鍵和雙硫鍵等結(jié)構(gòu)後，失去維持形狀的力量並造成變性(denaturation)。有時蛋白質(zhì)變性後，當(dāng)環(huán)境恢復(fù)時可重新形成俱有機能的形態(tài);但某些蛋白質(zhì)是無法還原的。蛋白質(zhì)折疊規(guī)則及其變性後還原與否，目前常以固定/結(jié)晶(fixation/crystallization)的方式再配合電腦模擬來完成，因固定及結(jié)晶皆需在體外完成，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有一定的誤差，而蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)與基質(zhì)固定和該蛋白質(zhì)的活性有關(guān)，所以儘可能避免誤差有其重要性。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)固定化技術(shù)固定化技術(shù)主要目的就是在尋求一種「有效且安定」的固定方法以確保蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不受外在環(huán)境影響，通常蛋白質(zhì)藉著分子本身的胺基(aminogroups,-NH2)、羧基(carboxylgroups,-COOH)、或羥基(hydroxylgroups,-OH)來與擔(dān)體(carrier)鍵結(jié)，其結(jié)合方式可分為：(1)物理吸附(physicalabsorption)-此法利用分子間的凡得瓦力、靜電力、親和性的物理性質(zhì)吸附蛋白質(zhì)分子，優(yōu)點是方法便宜、簡單；缺點是容易因外在環(huán)境溫度、酸鹼值、溶液中離子強度之改變，而導(dǎo)致蛋白質(zhì)脫落，(2)離子鍵結(jié)(ionicbonding)-係利用蛋白質(zhì)具有被離子化性質(zhì)，將蛋白質(zhì)以離子鍵形式結(jié)合於離子交換體，比物理吸附有較強的結(jié)合力，但相同的蛋白質(zhì)反應(yīng)中緩衝溶液的種類、酸鹼值、離子強度、溫度等，都會對固定化的效率或蛋白質(zhì)的脫離有很大的影響，(3)共價鍵結(jié)(covalentbonding)-蛋白質(zhì)中含有與活性無直接關(guān)係的反應(yīng)性游離基，尤其是羥基、羧基、氨基之含量很高，可用來與基材表面具有的官能基發(fā)生共價鍵結(jié)，此種鍵結(jié)形式具有結(jié)合力強的特性，故被固定之蛋白質(zhì)不易受外在環(huán)境影響而脫離基材。分子分析方法田中(1987)發(fā)現(xiàn)將要分析的物質(zhì)以低能量的軟雷射(softlaser)激發(fā)成帶一個電子的氣態(tài)，在電場中可以用「脫附方法」(desorption)進行質(zhì)譜測量;芬恩(1988)以「高電壓噴射離子化方法」(electrosprayionization)使要分析的物質(zhì)經(jīng)過高電壓噴射方法而得離子化，再進行質(zhì)譜測量，用這二種方法，主要在使高分子蛋白質(zhì)帶電並藉以分析該類的蛋白質(zhì)。此外，有關(guān)蛋白質(zhì)量測的另一個問題是，以往的分子結(jié)構(gòu)都是依賴結(jié)晶固體的Ｘ光撓射法，但高分子量的蛋白質(zhì)很難變成晶體。伍思瑞齊(wuthrich，1985)利用核磁共振儀(NMR)方法測定溶液中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，他以蛋白質(zhì)中的氫原子間的距離及擺動狀態(tài)為測量基準(zhǔn)，訂出溶液中蛋白質(zhì)的三度空間結(jié)構(gòu)。田中、芬恩及伍思瑞齊也因其在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新，共同獲得了2002年的諾貝爾化學(xué)獎。

蛋白質(zhì)分析與其結(jié)構(gòu)研究的重要性在於：蛋白質(zhì)是由一連串的胺基酸組成，蛋白質(zhì)有它的特定摺疊形態(tài)(proteinfolding)，如果摺疊形態(tài)發(fā)生變化，那蛋白質(zhì)就會「變質(zhì)」並引起許多疾病。普席納(Prusiner，1997)率先提出蛋白質(zhì)摺疊錯誤會引起腦組織海綿化(spongiform)疾病，即狂牛病並獲得1997年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎，他解釋說：「哺乳類腦中有一種叫普立昂(prion)蛋白質(zhì)(PrP；Mr=28,000)，在正常情況下，有一個很穩(wěn)定的摺疊結(jié)構(gòu)形態(tài)，是無害的，但若與羊搔癥(scrapie)處得來褶疊錯誤的普立昂(PrPsc)接觸，則原本正常PrP會轉(zhuǎn)變成PrPsc，病變後的PrPsc俱感染能力，並會擴散感染造成腦組織空洞化。普席納的發(fā)現(xiàn)給了我們一個全新的病理觀念，即傳統(tǒng)所謂只有黴菌、細(xì)菌及病毒才有可能致病是不完整的，蛋白質(zhì)本身亦有傳染疾病的可能(NelsonandCox2000)。蛋白質(zhì)分析與其結(jié)構(gòu)研究的重要性3.粒腺體粒線體存在所有真核細(xì)胞中，負(fù)責(zé)提供給細(xì)胞活動的化學(xué)能，即製造ATP，約90%人體所需能量，都在此處產(chǎn)出。ATP是細(xì)胞能量的攜帶者，它是經(jīng)由一連串複雜電子傳遞反應(yīng)後，以氧為最終電子接受者而產(chǎn)生的。粒線體約1至10μm長，活的粒線體會在細(xì)胞裡移來移去，還會改變形狀、分裂成兩個，和電子顯微鏡所見到的有很大的差異，粒線體越多，通常細(xì)胞的代謝活性也越高。菌體內(nèi)ATP產(chǎn)生的機制

粒線體有許多特性與菌體類似，(1)粒線體內(nèi)含一環(huán)狀DNA，獨立於核胞核DNA，故核醣體能自行製造其所需蛋白質(zhì)，(2)粒線體複製類似菌體二次元分裂(binaryfission)，是由原有粒線體分裂而來，(3)粒線體尺寸與一般菌體類似，基於以上理由，已有學(xué)理指出，粒線體有可能是在生物進化過程中，由細(xì)菌進入真核細(xì)胞而形成的共生現(xiàn)象。也因為粒線體與細(xì)胞核呈獨立狀態(tài)，許多有關(guān)粒線體DNA/RNA操控、蛋白質(zhì)製造、核醣體特性等亦是研究的目標(biāo)。對人類而言，粒線體由母體而來，有突變可能且其突變也會遺傳，所以比對全球不同人種的粒線體DNA的含氮鹽基排序，也可能得到一些全球人種遷移上的線索。粒腺體與菌體比較在1963年科學(xué)家已知道動物體身上的粒線體擁有它自己的DNA，但卻還不了解這些基因究竟有無功能，更不了解這些基因與人類某些疾病有關(guān)。直到1988年有些研究者才知道粒線體DNA的小瑕疵會引起或促發(fā)一些廣泛的衰退現(xiàn)象。目前的研究顯示，粒線DNA缺陷可能導(dǎo)致許多人體功能衰退老化的疾病及現(xiàn)象。即當(dāng)粒線體中合成ATP的DNA突變或異常都會影響到細(xì)胞去穫得足夠的能量，這可能傷害細(xì)胞或甚至殺死細(xì)胞，更進一地便會引起組織或器官的機能不全。粒線體DNA突變牽涉了許多不知原因的衰退及老化現(xiàn)象和各式各樣的慢性退化疾病。雖然在此方面的研究已提供許多疾病形成的線索，甚至設(shè)法治療及阻止疾病形成，但現(xiàn)今在此仍有許多這類疾病無法治療。粒腺體的功能4.細(xì)胞膜細(xì)胞膜的形成應(yīng)是第一個細(xì)胞生命開始的起點。細(xì)菌膜在面對外在環(huán)境的變化時，必須要能維持細(xì)菌內(nèi)在環(huán)境的穩(wěn)定、並要有掌控養(yǎng)份攝取及廢物排除的能力，如此才能使細(xì)菌執(zhí)行其所需生理功能並維持生存，故其對細(xì)胞的重要性，不言可諭。細(xì)胞膜是由兩層不透水的磷脂(phosphatelipid)組成，厚約5nm，其親水層向內(nèi)外，分別與胞液與外界環(huán)境接觸，其恐水層相連夾在中間，如此結(jié)構(gòu)可以阻細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的交流，並透過細(xì)胞膜上一些由蛋白質(zhì)通道，來接收外界訊號，並與外界交換物質(zhì)，其示意圖如下。

細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，其中A=雙磷脂層，B=膜上蛋白質(zhì)，C=蛋白質(zhì)通道。

細(xì)胞膜對傳送物質(zhì)的選擇性強，大都利用特殊通道來做運送。多數(shù)細(xì)胞膜上都有葡萄糖的通道(glucosetransporter)，藉以送入外界的葡萄糖，作為細(xì)胞內(nèi)的養(yǎng)分之用，該通道是由整合型蛋白質(zhì)(integralprotein)組成，分子量大約是45,000，但其詳細(xì)構(gòu)造並不清楚，該通道每次運送葡萄糖時會伴隨著Na+是屬於同向通道(symport)。此外，細(xì)胞內(nèi)外離子的分布，對細(xì)胞運作也有重大的影響，例如經(jīng)由Na+K+ATPase的運作，每個ATP的消耗將三個鈉離子移出細(xì)胞內(nèi)而將兩個鉀離子移入稱逆向通道(antiport)，造成大部分細(xì)胞內(nèi)鉀離子的濃度是細(xì)胞外的30-50倍，而鈉離子濃度只有外面的十分之一。由於細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布的濃度不一，所以在細(xì)胞膜上就產(chǎn)生了一個「膜電位差」(membranepotential)；裡面為負(fù)，外面為正，大小約為50到70毫伏特(mV)。此外也有所謂離子通道，只允許特定的離子以擴散的方式流通。物質(zhì)傳送早期研究細(xì)胞離子通道時，須將一根電極插入到細(xì)胞內(nèi)，然後連通另外一個在細(xì)胞外的電極，來記錄不同生理情況細(xì)胞膜電位差變化。但是這種傳統(tǒng)電生理的技術(shù)解析度不夠，而且沒有辦法任意改變細(xì)胞內(nèi)的各種成分，再觀察這些改變到細(xì)胞膜上離子通道的影響。奈爾和沙克曼(1976)發(fā)展出「膜片箝制」的技術(shù)來研究細(xì)胞膜上離子通道的研究。所謂「膜片箝制」技術(shù)係利用一隻管口直徑比細(xì)胞還小的毛細(xì)玻璃管，在顯微鏡底下將它輕輕壓住細(xì)胞的表面，再加點吸力，將細(xì)胞膜緊緊吸黏在管口上。如果細(xì)胞膜上有一個離子通道的分子，經(jīng)過電流的記錄儀器，就可以記錄在這個離子通道進出的離子流。他們應(yīng)用這套技術(shù)，順利地記錄出青蛙肌肉細(xì)胞上單一離子通道流過電流的大小。其結(jié)果顯示，肌肉細(xì)胞的細(xì)胞膜上一個離子通道可通過的電流約為二十微微安培(10-12安培)，換成離子數(shù)目大約是每秒通過一億個離子。其他結(jié)果也顯示，這些離子通道會因應(yīng)不同的環(huán)境而改變其特性和形態(tài)，造成離子流量的變化。細(xì)胞離子通道研究5.化電子傳鐘遞系統(tǒng)電子傳陪遞系統(tǒng)偏(el貌ect仰ron夏tr喬ans振fer稠rin瘋gs聯(lián)yst棋em)圖常見於嬌生物反卵應(yīng)系統(tǒng)記中，譬及如人的伸呼吸過蜻程是將怖電子一才步一步打傳遞，驢最後傳厘給氧氣略，另外詢生物產(chǎn)隱氫亦是翻類似情夠形，最衡後則是稻透過產(chǎn)碑氫酵素塘(hy廊dro鉛gen膠ase瘦)與氫宅離子產(chǎn)巴生氫氣傍。厭氧產(chǎn)氫瓦電子傳遞折路徑路6.免削疫系統(tǒng)免疫系統(tǒng)勾(imm蹦une團syst永em)是留人體為抵衛(wèi)禦外來不材明病原或佳物質(zhì)所構(gòu)濕成的防禦爬體系，這光個防禦系顏統(tǒng)大致可崖分為三個寇部份:劑(1)自朵我/非自誕我個體的揪辨識，(桐2)系統(tǒng)粱對抗原(壁anti針gen)繭的捕殺，局及(3)需記憶細(xì)胞酷(mem擔(dān)ory親cell籌s)的製怎造及運用嚴(yán)?？乖鞘侵敢磺心芩Ｊ姑庖呦得缃y(tǒng)起反應(yīng)塑的物質(zhì)。退免疫系統(tǒng)肌主要是由桿骨髓中幹溫細(xì)胞所製巧造出的不須同白血球蟲細(xì)胞，包行括巨噬細(xì)善胞(ma堤crop煌hage冊)與淋巴雪球細(xì)胞(鑰lymp竄hocy炕te)，遇其中主要案的淋巴球娛細(xì)胞又可甩分為B細(xì)洪胞(B寫cell流)及TC罩細(xì)胞(k華ille孩rT濾cell顯)，前者沙是專門產(chǎn)遠(yuǎn)生抗體來摧標(biāo)示抗原有，供巨噬拳細(xì)胞來辨串識及消滅崗;後者萬是專門來栗殺死已被士感染的細(xì)授胞及其內(nèi)銷所含的抗冶原。此外替還有助手鉛T細(xì)胞煎(hel擴per禿Tce競ll，簡降稱為TH味cel念l)能與捆B細(xì)胞互辱動產(chǎn)生介阿白質(zhì)(i董nter躁leuk北in)來辭刺激B、天T及TH裳等細(xì)胞的敲增殖。在人體容的整個飲免疫防挺護過程義中，首燦先免疫霸系統(tǒng)要打能辨別勻那一個愉是自己冠的細(xì)胞偉，那一近個是必崖須被消婦滅的抗膚原。基展本上人嘉體細(xì)胞象靠兩類膀蛋白質(zhì)攪，即M圍HC第題一及第腥二類蛋妖白質(zhì)(累maj肥or肺his勉toc奇omp義ati平bil熱ity規(guī)co犧mpl檔exe貞sc喪las挖sI失an桂dI御I)，道依附在叉細(xì)胞上什來做標(biāo)勤示的工優(yōu)作。M鵝HC第時一類蛋柴白質(zhì)存省在所有盆已知脊走椎動物岡細(xì)胞上猜，但每淹個人可先產(chǎn)生多鮮達6種駕不同的演MHC啄第一類掉蛋白質(zhì)藥，所以背幾乎很戚少有M紀(jì)HC第蛇一類蛋慶白質(zhì)組權(quán)合相同征的人。險為了正涉確辨認(rèn)齡自身的霧MHC搜蛋白質(zhì)躺，當(dāng)T寸C細(xì)胞忠製造時隸要經(jīng)過景嚴(yán)格篩段選，約賢95%潤被製造琴的TC軍細(xì)胞因由其有造瓶成錯誤席辨識可鈴能而被籮消滅，機只有能陵正確抓效住與外呈來抗原往結(jié)合的泄MHC菊第一類南蛋白質(zhì)輕的TC肥細(xì)胞才瞧會被留沈存下來氣。之後況TC細(xì)烈胞會到出處尋找另這種有宗抗原的恨細(xì)胞並迫將之摧付毀，這服也是為粘什麼當(dāng)壟器官移補植時，左外來器軋官上的首MHC或第一類五蛋白質(zhì)珠亦被視背為抗原景並受本得體TC授細(xì)胞攻處擊，而污造成所炭謂組織錦排斥性哪(ti賺ssu悉er斑eje縱ct)銅現(xiàn)象。葉MHC筐第二類應(yīng)蛋白質(zhì)能則只依喂附在少賣數(shù)抓抗尿原的細(xì)棗胞上，渾如巨噬肆細(xì)胞及晌B細(xì)胞枝上，以稱供助手通T細(xì)胞碧來結(jié)合錢，進而額刺激B堤、T及乖TH細(xì)觀胞的增俊殖。免疫防護巾過程所以整債個抗原蛙捕殺的淘過程可魯分成兩鏈部分，段其一由成B細(xì)胞飛產(chǎn)生抗鍵體來標(biāo)妹示抗原丘，而此到抗體/他抗原結(jié)躬合體會追被隨時胡來回巡趁邏中的捧巨噬細(xì)睬胞所吞氣噬;抗而受抗劑原感染懷的細(xì)胞幸則由T梢C細(xì)胞幅透過已傷感染抗否原的M培HC第侮一類蛋盤白質(zhì)進上行結(jié)合企並將整妨個細(xì)胞細(xì)連抗原眾一起消牢滅之。總?cè)缬行杼┮肿RT細(xì)胞殊將會透濤過MH沒C第二生類蛋白懼質(zhì)與B傲細(xì)胞互鎖動，產(chǎn)軍生介白惑質(zhì)來刺變激B、郊T及T岔H細(xì)胞構(gòu)的增殖卻。當(dāng)抗布原被消爬滅殆盡邊，少部吵分TC閃、TH遺、及B坡細(xì)胞會尊被留存索下來，甜變成記夸憶細(xì)胞驕，記憶椒細(xì)胞在量體內(nèi)巡匹迴，下緣瑞次有同舟樣的病堵源侵入魄時可以認(rèn)閃電出材擊，這友也是當(dāng)缺一個人韻已得過鼻某種疾妹病後有殃免疫效辣果理由向。免疫系統(tǒng)道中所謂抗呈原/抗體恰的獨特/加單一的結(jié)苗合特性，賽已被拿來除發(fā)展蛋白袋質(zhì)晶片，割做為檢測差抗原或抗撈體存在的誦明確指標(biāo)至。雖然如滿此，但吾破人對免疫偽系統(tǒng)的了次解，仍是手不足，免旨疫系統(tǒng)的獵高度辨識餐性、TC正及TH在群製造時的榆嚴(yán)格篩選招機制，和伴記憶細(xì)胞搏的留存而洽不被摧毀摔回收等都賢是有待更福多探討的銜。7.神棍經(jīng)傳遞系引統(tǒng)神經(jīng)系哀統(tǒng)可以煌分為中樞神經(jīng)葵系統(tǒng)和周邊神椅經(jīng)系統(tǒng)兩大類仔。中樞洋神經(jīng)系淚統(tǒng)又可絨分為兩兵個部份僵:大腦備和脊躺椎。一鞠個正常通成人的腥大腦約壁有1.啄3到1犬.4公嗚斤重,斜其中訓(xùn)約包含原了上千獸億的神內(nèi)經(jīng)細(xì)胞宣以及數(shù)裂以兆計敏的神經(jīng)博膠質(zhì)細(xì)扭胞。脊現(xiàn)髓外圍結(jié)有著堅車硬的脊鋤椎骨傍作為保雅護以及具支撐脊熄髓之用祖，其長巷度約有患70公噴分。周墊邊神經(jīng)農(nóng)系統(tǒng)也悠可以分斥為兩個馬主要的漢部份：冤軀體神爬經(jīng)系統(tǒng)帶以及自療主神經(jīng)擇系統(tǒng)里軀體神燥經(jīng)系統(tǒng)寶中的感徒覺神經(jīng)鋼纖維謠可將身算體各部勸份的感臉覺器官索所搜集塔到的視粱覺、嗅五覺、味屬覺、觸餃覺等資迎訊傳送蛾到大腦挖或脊髓暫。而運繁動神經(jīng)瘦纖維桿則負(fù)責(zé)候?qū)⒅袠蟹馍窠?jīng)系扯統(tǒng)所下災(zāi)達的命敢令傳到批骨骼肌誤以產(chǎn)生腳所需的昆運動。黨自主神蠻經(jīng)系統(tǒng)甜包含了半交感神漁經(jīng)系統(tǒng)白以及副約交感神樣經(jīng)系統(tǒng)中。其姿功能主啊要在於陣調(diào)控內(nèi)聞臟的平素滑肌運漸動以及管內(nèi)分泌漢腺體產(chǎn)叫生內(nèi)分愚泌激素勿。藉由慢這些複辰雜的神霜經(jīng)連結(jié)鹽互動,巨我們拾才能夠據(jù)因應(yīng)外鄰界的環(huán)催境變化也而產(chǎn)生批適當(dāng)?shù)膰谏眢w反激應(yīng),便並產(chǎn)生絕了思考攏、記憶臂、和情幸緒變化碧的能力帥。神經(jīng)細(xì)胞貢(ner兔vec孩ell又嗽稱為神經(jīng)蝦元，ne云uron封)是專門登傳遞電訊病號的細(xì)胞際，當(dāng)位於泡細(xì)胞表面賽的受體(待rece將ptor手)接收到集神經(jīng)傳導(dǎo)銅物質(zhì)時，服神經(jīng)細(xì)胞祖便會產(chǎn)生怕動作電位它以傳遞訊扇息。神經(jīng)糠細(xì)胞會從臂本體處長影出觸手狀諸的組織，拋稱為軸突怎(axo擴ns)和挎樹突(d嚇endr融ites抓)，樹突蕩負(fù)責(zé)將資中訊帶回細(xì)捷胞，而軸峽突則是負(fù)襖責(zé)將訊息壓傳遞出去違。在神經(jīng)戀系統(tǒng)中幾淋個重要的槍離子分別眾為鈉(N綢a+)、洗鉀(K+遣)、鈣(款Ca2+夢)及氯(逗Cl-)攤離子。此丸外還有一鍬些帶負(fù)電慕荷的蛋白枕分子。神盒經(jīng)細(xì)胞和坐一般細(xì)胞奶一樣都有葛細(xì)胞膜包須覆，而細(xì)鎖胞膜對離鞠子的通透筒率極差，暴幾乎為零堡，因此這想些離子要毯經(jīng)由細(xì)胞補膜上特殊錯的離子通啟道(io響nch冠anne徒ls)如丸前述Na染+K+A或TPas慰e才能流券通。當(dāng)神經(jīng)歡細(xì)胞在聚休息狀話態(tài)(不嫌傳送訊枯息時)仍，細(xì)胞漿外的鈉消離子相獻較於細(xì)營胞內(nèi)的確鈉離子心來的多螺，而細(xì)登胞外的爽鉀離子波則相較什於細(xì)胞冬內(nèi)的鉀民離子來蠻的少，鉛細(xì)胞內(nèi)片的電壓慮相對於謹(jǐn)細(xì)胞外神的是負(fù)牧值，此董時細(xì)胞土內(nèi)外不楚平衡的遍離子會躍企圖去運平衡這佳內(nèi)外的你電位差柳，但是最由於細(xì)恰胞膜的攜阻隔使酸得只有反具有特茫定離子哥通道的織離子可墊以通透炕。在休殼息狀態(tài)信下神經(jīng)該細(xì)胞對窯鉀離子耍的通透行性極高浸(K雪+)席而相對痰的氯離好子(C勾l-)逝及鈉離婦子(N足a+)劇通透率偵不高，盡且細(xì)胞扒內(nèi)帶負(fù)偉電的蛋豪白分子列則因為嫩體積太郊大，而遼無法自凝由的進頓出細(xì)胞梢膜而被傻箝制於擇細(xì)胞內(nèi)宅。一般汽而言，有休息電著位是負(fù)躲70-襪100光毫伏特必(mV宰)，也暫就是說存細(xì)胞內(nèi)個的電壓地要比細(xì)翅胞外的叼低70晃-10眨0毫伏襲特。神經(jīng)細(xì)胞當(dāng)細(xì)胞在花傳遞訊息殊時，各離斧子游動的絨情形稱為掩動作電位比(act臥ion津pote巖ntia盡l)。動簡作電位是蔥由去極化誤電流(d昆epol線ariz叛ing辟curr漸ent)級將原本細(xì)桐胞的休息桐電位提昇占(一般至饑-55施mV)而踩引發(fā)的膜激電位改變噴。在任何梁一種神經(jīng)功細(xì)胞中，扒其產(chǎn)生的鳴動作電位吹大小是完良全一樣的瓶，因此神照經(jīng)細(xì)胞不蒜是不引發(fā)暮動作電位坑，就是產(chǎn)湊生一個大雖小固定的期一個動作搏電位，這證就是所謂蜜的全有全筒無律(a胞llo牢rno僅ne)。動作電位斃因一連串惕離子通過癥細(xì)胞膜而仆造成離子暑重新分配黃及膜電位壯改變。首修先外來的衡刺激開啟滔了原本在精休息狀態(tài)握下不開啟舌的鈉離子斧通道，因跪為細(xì)胞外惠的鈉離子雖濃度遠(yuǎn)高忍於細(xì)胞內(nèi)賴因此大量盤的鈉離子糕會向細(xì)胞漿內(nèi)流入，零鈉離子本尾身帶一個蝕正電荷，告因此會使目得神經(jīng)細(xì)幼胞的細(xì)胞檢膜電位趨雁向於正值伯即所謂的吉去極化。堤鉀離子通及道開啟的魄時間較鈉梳離子通道黨來的晚。據(jù)當(dāng)鉀離子哭通道打開肚時鉀離子糧會流出細(xì)雖胞而使得車細(xì)胞膜電夜位趨向於第負(fù)值而將寫細(xì)胞再極業(yè)化(re碼pola草riza平tion泄)。在此視同時鈉離陽子開始關(guān)致閉，這造侮成細(xì)胞膜蝦電位回到憶神經(jīng)細(xì)胞隙的休息膜朝電位。神經(jīng)元上眨亦有數(shù)量炕及種類均地多的受體拼(rec瞎epto時r)，這取些受體會察同時或個使別受到多群個其它神燦經(jīng)元所產(chǎn)捉生的離子影濃度及電翠位變化影喚響而產(chǎn)生呼去極化電慈流，將訊譯號持續(xù)傳潮下去，如彈果該細(xì)胞皂所接收到蘿的訊號未拌達及去極似化電流，鬧則訊號停怎止。這種冷單一細(xì)胞芹受多個神施經(jīng)元訊號勞控制的現(xiàn)蝕象不易分湯析，有待絡(luò)更進一步北的了解。垂此外，神霧經(jīng)傳導(dǎo)物亮質(zhì)與受體常的關(guān)係十殲分密切，總神經(jīng)傳導(dǎo)桂物質(zhì)不能左產(chǎn)出或產(chǎn)利出不正常界或與受體攻間的互動厲有異狀，物常帶來神世經(jīng)上的疾短病，例如奶巴金森氏饞癥(Pa儲rkin厚son’擇sdi食seas噸e)便是罩因為腦內(nèi)新一種叫黑饅核(S超ubst捧anti針aNi撿gra)侵的腦細(xì)胞周快速死去晉而無法製林造足夠的始多巴胺(岸Dopa澆mine漢)而導(dǎo)致錄的一種慢號性的中樞數(shù)神經(jīng)系統(tǒng)兔失調(diào)癥狀盡。6.3隱奈米生物冬技術(shù)應(yīng)用躺範(fàn)疇生物技術(shù)呈目前的應(yīng)捎用相當(dāng)廣鈴泛，舉凡非微生物辨巡壽識、疾病憑防治、食班品改良、坡能源開發(fā)沃、環(huán)境保符育、及地沃球永續(xù)發(fā)拔展等都有蟻密切關(guān)聯(lián)戶性。這些室課題中包紅含了利用昆核醣體的逮次單元(合subu叉nit)叢做菌群區(qū)臥別、利用帖基因診治貸來防治先住天性疾病兔，利用基傻因操作來谷增加糧食盛生產(chǎn)、利啄用生物產(chǎn)滿能系統(tǒng)來殿獲取生物爹能、利用紹改良菌種僑來去除廢末棄物、及杠利用收集買/保存生搶物多樣性格以求物種蝕的永續(xù)發(fā)勒展。本節(jié)華將就幾個呢共通性的沫生物技術(shù)賣做一說明最。物種辨泥識生物感測基因操吐作基因治民療藥物設(shè)計貓與藥物傳娛輸物種辨丟識微生物辨大識是純菌賤分離後必坐要的一種量分析。菌單種分離主煎要是藉由來模擬自然越界微生物疫的生長營扯養(yǎng)源及環(huán)芹境，而將鉗存在於自速然界的微康生物獨立月地培養(yǎng)及頁分離出。而利用不同失微生物本飲身所含D盤NA基因鑒序列上的付差異，做鞏為其辨識否的依據(jù)，婚在此僅以長常用的1例6Sr瘡DNA辨慌認(rèn)原理做膏說明。利用1瘡6S西rRN面A作菌烤種分類竄流程範(fàn)妻例細(xì)胞內(nèi)核踏醣體是蛋尚白質(zhì)製造泛之處，它屢是由蛋白診質(zhì)和rR墳NA所組飾成的。一豎般上原核怠細(xì)胞的核素醣體由兩采個次單元踩所組成，鐮分別是5射0S和3壘0S次單縮慧元(S裁=Sv趟edbe庫rgu與nit;體即離心哀時的沉澱丟速率，S糊數(shù)值越大哀,則分子撫量也越大墨)，它們窩包含多種總蛋白質(zhì)和證rRNA今分子。較博小的30農(nóng)S次單元潛包含16返SrR創(chuàng)NA，而綠較大的5隱0S次單達元則包含旨5S和2是3Sr木RNA。判16S鄭rDNA堅就是在染次色質(zhì)上能礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄出1裕6Sr膽RNA的宋基因。不同的曲細(xì)菌擁衣有其獨吳特的1觸6S燦rDN互A序列潑，通過美資料庫婆的比對盈可以辨幟別出擁哈有某個巖特定1建6S承rDN讀A序列紗的細(xì)菌覽之種類信。發(fā)展悔DNA璃分子檢餓驗技術(shù)愧需要考爹慮的因需素包括鞠：(1暮)該基獲因要夠筑「保守收」，即軟不同細(xì)真菌之間喊的差異命不能太尺大，否總則就難殼找到能訊適用於挨極大多呼數(shù)細(xì)菌峰的DN踢A引子洗，(2隔)D幣NA序閉列不宜侄太長或仔太短，蠻如太長求其序列逢偵測較樓困難;胞如太必短其特制異性太泰低，辨圖識不易父。2.獲生物感祝測生物感測義器主要是噴以生物分慶子如抗體糊、抗原、池酵素、蛋木白質(zhì)、及慶核酸等來浸做為量測滿某化合物笨或離子的們工具，一最般而言，組其量測化久合物俱選曲擇性並常俯是一可逆遍反應(yīng)。生赴物感測器裕的主要元愚件之一即認(rèn)是利用在魄感測器上著加裝上生濤物元件來游增加其偵疊測時的選拜擇性及靈捐敏度。而顫依照使用貍的生物元嫂件不同可溪區(qū)分成酵近素感測器圓(enz金yme萍sens抓or)、修免疫感測剛器(im零muno晚-sen齡sor)評、受體感恢測器(r看ecep長tor竟sens屑o(jì)r)、喬微生物感劑測器(m拌icro乎bial川sen潤sor)剪、細(xì)胞及撓組織感測蜓器(ce祖lla刑ndt弟issu頸ese捎nsor言)、及核巡壽酸感測器儉(nuc逐leic閱aci繪dse阿nsor卵)等六類坡，其中，如核酸感規(guī)測器即是群以DNA他雙股的互者補性來做抓偵測的機茄制。生物感洗測器的阿主要元賓件之一乳即是利憤用在感余測器上兄加裝上擴生物元防件來增頃加其偵良測時的糟選擇性池及靈敏娛度。而廟依照使霞用的生將物元件目不同可務(wù)區(qū)分成申酵素感陡測器(歐enz瞎yme儀se每nso辛r)、相免疫感斷測器(熊imm頸uno錄sen盞sor念)、受園體感測蜂器(r之ece乘pto未rs無ens模or)塞、微生拳物感測御器(m轟icr泊obi室al偽sen奮sor旋)、細(xì)期胞及組盟織感測柴器(c從ell編an堤dt暫iss忠ue滔sen箱sor免)、及鑼核酸感慨測器(呆nuc關(guān)lei庸ca勞cid摩se肚nso堤r)等惜六類，似其相對企的反應(yīng)展機制，壘可由前模一節(jié)(弄6.2賄節(jié))的產(chǎn)生物元赤件介紹害中得知兩，如核圓酸感測顛器即是先以DN卷A雙股疫的互補罷性來做召偵測的巖機制。目前的生財物感測器底大都為體案外偵測，拍且受限於摔對生物系灣統(tǒng)本身了詢解不夠、淹生物元件劫包埋(e戀mbed拘ding垃)技術(shù)不笛足，及生著物元件本嫩身的選擇腸性不夠?qū)室欢徊簧逊磻?yīng)物質(zhì)會所阻絕等彩因素的影義響，故其修實測應(yīng)用搜性及準(zhǔn)確弊度都有待扒加強。此那外，無法旺作體內(nèi)檢利測是否會宰導(dǎo)致檢體悠在前處理仙過程的變握質(zhì)和測值博不準(zhǔn)，這專些都有待接確認(rèn)。目王前奈米技撤術(shù)已有所迫謂藥物載退體(dr凝ugc懸arri綢er)設(shè)爬計，即將筆藥物傳送潛到特定身賺體位置再亞釋放，以先避免藥物役的擴散與父浪費。如公果能把生撫物元件包蠻圍在奈米晨顆粒中，裝減低非專嚷一性的接毫觸並在體凳內(nèi)直接量杠測檢體，畢則生物感撲測器，將廟可有進一引步發(fā)展的約空間。3.基姨因操作生物技江術(shù)主要柿的使命貝之一便音是如何肆將一目孫標(biāo)基因鬼在一特情定生物頃體中表比現(xiàn)。由玻於遺傳讀密碼的慚一體適屯用性，捆因此即籮便是真秘核生物憤的基因犯都可以鞠在原核泄生物內(nèi)朝表現(xiàn)。草原核生熊物中的碰大腸桿擁菌，因醒(1)化其表現(xiàn)滿系統(tǒng)已列被解明鄭、(2榴)其菌摘株能在今廉價的城培養(yǎng)基食中做高猾密度成泉長及(翁3)其椒無害於察環(huán)境等附因素而嘗被廣泛礦利用為主蛋白製覽造工廠獵並已成魄為世界嗎各大藥著廠爭相嫩研究以制生產(chǎn)高舍附加價煮值的蛋熊白質(zhì)。表現(xiàn)系統(tǒng)阿建立要素菜包括:拌(1)啟部動子(p抗romo疼ter)碼及終結(jié)子搶(ter奶mina六tor)告特性、(脹2)核醣纏體結(jié)合區(qū)韻與核醣體網(wǎng)結(jié)合的能喘力、(3黎)表現(xiàn)質(zhì)喚體的數(shù)目越(cop達ynu書mber稈)、(4尚)利用質(zhì)啦體或以質(zhì)煮體併入染產(chǎn)色體後表亦現(xiàn)、(5愉)產(chǎn)出目要標(biāo)蛋白在牢細(xì)胞的最鑒終位置、賣(6)轉(zhuǎn)卡錄出的m斗RNA在淺核醣體的隆轉(zhuǎn)譯效率匯、及(7回)產(chǎn)出蛋貍白在宿主趙(如大腸艇桿菌)的形穩(wěn)定性等聞。一般而碌言，穩(wěn)定團、數(shù)量大脂的質(zhì)體、監(jiān)表現(xiàn)力強清的啟動子提及多點複僑製區(qū)(m械ulti外ple既clon項ing黎site砍s)，是杏建立表現(xiàn)少系統(tǒng)基因插架構(gòu)的三路大要素。4.基堂因治療基因治纖療的關(guān)訴鍵在於配基因轉(zhuǎn)謎殖(g膀ene漲tr治ans禽fer榆)，有癥些基因愈轉(zhuǎn)殖必場需採用抽體外培吧養(yǎng)、操奔作，再工重新放艦入體內(nèi)要，稱為exv傳ivo;有熔些則可傾直接應(yīng)填用於體防內(nèi)，稱桃為in梨viv振o。常見的疑載體包括:與(1)反罰轉(zhuǎn)錄病毒晉載體(r怖etro給vira枕lve歲ctor具)是目前包使用最多告的型式，無載體本身豬是一個被忘包膜(e袍nvel宿ope)跟覆蓋的R厚NA病毒腥，會經(jīng)由機反轉(zhuǎn)錄作趕用而形成剝雙股DN弊A，再插灶入在宿主快染色體中挑，達到基砌因轉(zhuǎn)殖及搭持續(xù)性表緩現(xiàn)的特性晴，惟此病霜毒只能感詞染分裂中飄的細(xì)胞，蜻在體內(nèi)又窄脆弱易被珠摧毀，是攻其缺點。老此外反轉(zhuǎn)府錄病毒有徒一個安全早上的顧慮謹(jǐn)，即是病咽毒野生型額會複製有凝能力病毒裂(rep欣lica連tion質(zhì)com伶pete蹦ntv凡irus帳)，會導(dǎo)謹(jǐn)致細(xì)胞突軟變，故使全用上不得遷不慎(勒2)腺病頓毒載體(對aden鐵ovir學(xué)alv鐘ecto硬r)有3矮5Kb有，是大尺拿度的病毒寫，此一病邪毒顆粒穩(wěn)績定，可直條接做體內(nèi)嫌(inv稈ivo)轉(zhuǎn)殖韻，且不哈要細(xì)胞義進行分纖裂，是悠其優(yōu)點席，但腺蛋病毒不怕在細(xì)胞竿染色體趟中插入托基因，濟不會在置細(xì)胞內(nèi)方複製，夕故其表轉(zhuǎn)現(xiàn)是屬嬌於短暫仔性的，鑒(3)粒腺衛(wèi)星孕病毒載攀體(a畏den旨o(jì)-a撥sso痛cia世ted眉vi塑ral覆ve蠻cto爪r)是默有5垃Kb單蛛股DN賠A的病到毒，此理載體能等持續(xù)表餓現(xiàn)，且制感染時到不要求澤細(xì)胞分收裂，缺套點是它液的DN褲A太小氣不能攜我?guī)笃５耐鈦硎幓?，科以上三凈種是屬環(huán)於病毒雅載體的奮部分。有關(guān)非病毒枝載體的部分交，包括辣(1)駱微脂粒竭基因轉(zhuǎn)汁殖(l辦ipo礙som睛e-m銜edi潛ate依dg軍ene外tr證ans陳fer斃)是指撕利用微價脂粒包尖覆欲轉(zhuǎn)廣殖DN統(tǒng)A於其棉中，並用利用細(xì)情胞膜會占與磷脂邪質(zhì)熔合戴(fu竄sio稼n)的助方法，杰進行D描NA運剝送，惟很此法之己表現(xiàn)屬向短期且蒙效率不書高，並來未普遍彼被採用縫，(2撲)受體鴉引導(dǎo)之遞基因轉(zhuǎn)孩殖(r葛ece扮pto板r-m喜edi葵ate福dt玻ran馬sfe耳r)是騰利用細(xì)構(gòu)胞上特餐有的受拐體來接緊受已連隸上DN周A之配羅體(l搖iga壘nd)訓(xùn)並利用武胞飲作櫻用(e袋ndo念cyt勵osi權(quán)s)將初DNA鉛送入細(xì)嶺胞體內(nèi)暑，惟此芬一方法之之DN紐奉A(yù)在囊裕胞(e效ndo動som勤e)易增被分解徐，故其鄰轉(zhuǎn)殖效飛率亦差史，(3吩)DN對A直接消注射至驅(qū)肌肉細(xì)陸胞是比瞞較獨特蜘的方法姑，結(jié)果軍顯示肌捷肉及心克臟細(xì)胞施在DN每A注射傘後可持搏續(xù)表現(xiàn)覺，其它客組織則塔否，因逐為此法逐甚為方徑便，是小目前大少家所樂服於嚐試非的方法勻，(4莫)基因枕槍(g邁ene男g(shù)u纖n)射吧入法是賭利用高咐壓加速犬將塗滿究慾被表尋現(xiàn)DN嬌A的?；妥哟蛉氩眉?xì)胞內(nèi)腎，以進尋行表現(xiàn)寨，此法培所用的削DNA祖量少，嗚且可運乏用到多望種不同肆的細(xì)胞蔽、組織麗，甚至酷器官，顏並可以盾體內(nèi)方璃式來作鏡DNA泄表現(xiàn)。5.甚藥物設(shè)謝計與藥腳物傳輸生物技強術(shù)的進即步亦可趕減少在堵新藥研夏發(fā)時需碎投入的插時間與沉金錢。條一般藥貌廠開發(fā)誼新藥時揪會先大譽量篩選秤出對某柏種疾病裕有初步闖療效的費先導(dǎo)藥攀物(l很ead絡(luò)co楊mpo稈und杠)，再板進一步灘將其修蓋飾，使拿該化合擦物更有斜活性與鳴低毒性供，此法賄耗時甚誓久，所鈔開發(fā)新腸藥成功嫂上市比努率也只補有萬分讓之一。末目前，碼藉由了盈解微生初物或病余毒等侵啟入人體毫後所導(dǎo)誰致體內(nèi)鄰化學(xué)物咽質(zhì)的失刪衡或細(xì)岡胞不正嘆常增生芽現(xiàn)象，滿不同蛋墳白質(zhì)及青核酸在謙疾病中拍所扮演投的角色傭也逐漸攤被發(fā)掘喂。這些土生物化申學(xué)或分?jǐn)∽由镔F技術(shù)的喊使用，墾讓我們發(fā)有機會泛利用相舅關(guān)的蛋燦白質(zhì)或襲核酸為插標(biāo)的來腿做合理艘化的藥催物設(shè)計蹤蝶(ra局tio傅nal餅dr脖ug斑des泥ign餃)。所勻以對這朋些與病涉變俱關(guān)翁連性的戰(zhàn)蛋白質(zhì)屢或核酸芽愈清楚膀，則藥胸物開發(fā)返時程會掌縮短、擋而設(shè)計千出來的爬藥物也個會愈有止效力。煎目前藥貨劑使用彎觀念已念漸漸由業(yè)「藥效棍為先」沿轉(zhuǎn)變到膚「安全適及有效退性為中幫心」。鋪簡單的兆說，手鄙指頭並馳沒有心各律不整派的問題求，為什軌麼要把神心律不兆整的藥間傳送到拖全身呢謠?這樣蜂的觀念福導(dǎo)致「黃適時、商適位、爆適量」翅的藥物侄療法，損也就是聲所謂的互藥物傳寫遞系統(tǒng)礦(dr條ug蓄del旦ive圍ry均sys葛tem刷)的概評念，逐紡漸成為鞭藥劑設(shè)悲計主流央，其最犯終的目狠的在於執(zhí)，把藥伙物依需儉要量劑頭送到特礦定治療延部位。一個理月想的藥軟物傳遞帝系統(tǒng)應(yīng)攝包括:吸定位揪(po抗sit睜ion各ing葛)、藥料物釋放勵(re混lea疫se)黃、惰性串覆膜(嘉ine闖rt萬cov司er)臘、及回謝饋控制江。要有付定位功左能，則雁其載體搬要小且蒙要有選彩擇機制鴨，如以陷受體、善抗原等井當(dāng)成標(biāo)去定物;叔藥物謠釋放的倚速率及職方式(展由孔或得表面)裙要有效伶、不過蚊量、表濱層物質(zhì)筐必需不沙會與生粘物分子恩起反應(yīng)蒸、且最錦好有回方饋機制宗來做藥貪量控制盼，以達務(wù)到生理湯需要的健理想濃愿度。目前已有魂的藥物載賴體包括:摸仿生物裙性的微脂冒粒(li驚poso泰me)、幅微小球(輪micr蹈osph賣ere)炕、微乳劑沙(mic言roem驗ulsi擔(dān)on)等兇，及利用孕奈米技術(shù)意合成的聚毯合微膠囊劫(pol牛ymer肚icm羅icro茄caps繭ule)漲、鎳鋅鐵悶氧體之奈妙米磁性顆暴粒等。不館過，目前撥的成效皆植僅在測試文階段，要虎達到上述搶理想藥物愁傳遞系統(tǒng)海，顯然還柔得在微小轟化上有所令突破。6.4奈準(zhǔn)米生物技央術(shù)未來研惰究及發(fā)展在配合鴉奈米技猜術(shù)開發(fā)杜的同時母，我們緩應(yīng)可在善下列五性項領(lǐng)域妖中，尋嚷求突破遵與機會星，包括洋：(1丑)活體脾操作、追(2)況生物鮮零件製直造/修駕補、(秧3)生圖物體外妻微系統(tǒng)達開發(fā)、鏡(4封)新物不種開發(fā)踏、及(博5)生問命起源口探索。桶此五項益研究方婚向雖有搭難易之強別，但選並不需恨要有研籃究上先騎後的順蹄序，其絹中任一趕項有突范破也會歉對其它瞇各項有惕所助益泥。以目前崖的生物地技術(shù)而減言，很增多的限冰制在於吩必須在幅體外分閑析來自賭體內(nèi)的豪生物分缸子，這再些分析書不僅前斑處理步趟驟複雜鏡，且不蝕易得知聰其真實何的反應(yīng)啞結(jié)果，夜量測上聰有事倍勉功半的錘遺憾。院有鑑於勉此，奈神米生物工科技工慕具/技險術(shù)的發(fā)豎展應(yīng)以佛發(fā)展能敬行活體捧內(nèi)檢測垮/操作胸為目標(biāo)敘而要達朝到此一歸目標(biāo)，昆則需達劑到(1啄)侵入這、(2莫)定位羊、(3吧)反應(yīng)摟、(4繞)發(fā)訊先、及(責(zé)5)回菌收等五崖階段。霧初期應(yīng)愈利用奈掙米微小略化的特違性及技決術(shù)，發(fā)雖展具運摧送載體豎，載體圾如為包裕覆性，爭則戴體始內(nèi)側(cè)應(yīng)啄以親生勾物分子晚為主，乖外側(cè)是步非親生檢物分子膏。目前可倦用來標(biāo)汽定生物家分子的至方法，蘆包括利好用受體毅/配體縣、抗原籮/抗體奮等生物片已有的懲結(jié)合上饞專一性啄來作定離位。另膚外，目膚前的檢趟測反應(yīng)科機制大盜都在體洗外進行禁，類似阻的反應(yīng)掃機制如過在生物偉體內(nèi)執(zhí)包行，可袖能需特葵別考量飾，例如堅目前螢將光原位懲雜交技攏