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分子生物技术在医学检验中的应用方法与发展趋势

2021-01-14王双力侯英宇

黑龙江科学 2021年16期
关键词:生物芯片测序分子

王双力,李 璐,侯英宇

(武警黑龙江省总队医院,哈尔滨 150076)

分子生物技术作为医学检验中发展速度最快的医疗技术,其理论越来越成熟,不仅对医学检验具有很大的促进作用,还带动了我国医疗技术向更好的方向发展,为我国传统医学,如中医学、藏医学、蒙医学向现代医学转型提供了理论和技术支持。

1 分子生物技术的优势

分子生物技术的优势分为两个方面:(1)研究对象。分子生物技术一般将生物大分子作为医学检验的基本对象,通过对大分子的检验,获得理想的研究结果,从而为临床医学检验的高质量发展提供重要的技术支持。(2)检验效率。综合现有的临床医学检验经验,发现大多数临床医学检测工作中会涉及到各种大型检测设备的应用,最基本的要求就是要做到熟练操作这些设备,发挥分子生物技术在医学检测中的重要作用,提高医学检验效率。

2 医学检验中的分子生物技术

2.1 芯片技术

我国的分子生物芯片技术起步较晚,与发达国家相比还存在一些差距。《2017—2022 年中国生物芯片市场评估及投资前景预测报告》指出,从2008年开始,我国生物芯片技术在市场上的地位越来越突出,规模越来越大。生物芯片是DNA 杂交探针与半导体工业技术相结合的产物,也可称之为蛋白芯片或基因芯片。

从目前的发展形势来看,分子生物芯片技术越来越成熟,它打破了传统医学中的检验规则,该技术是现代高端医学检验技术的重要表现方法,可见分子生物芯片技术在医学检验中的地位和作用的重要性。但随着时代的不断发展,医疗技术也发生了很多变化,因此要不断适应新时代发展的要求,促进分子生物芯片技术在医学检验领域更加成熟地发展。

2.2 分子生物传感器

分子生物传感器是一种将生物物质相互结合的技术并将其浓度转换成光信号或电信号的仪器。分子生物传感器的应用范围比较广,很容易对人体内的一些小分子物质进行准确的检验。通过分子生物传感器的检测,可获得可靠的数据信息,然后通过这些信息,判断患病程度,更快地帮助患者诊断和治愈疾病。

2.3 纳米技术

分子生物纳米技术的出现是生物领域获得断崖式发展的标志之一。就目前的发展趋势看,分子生物检测技术逐渐走向成熟阶段,但也存在一些不足之处,该技术的检测结果也会存在偏差,所以降低分子生物检测技术的偏差率会有更大的利用价值。从总体上看,分子生物纳米技术除了应用于医学检验外,还可应用于电子、材料、计算机等领域。随着纳米技术的不断优化升级,将会对医学检验以及临床治疗方面提供更大的帮助。

2.4 分子蛋白组学

分子蛋白组学作为基因组学的重要组成部分,是以人类基因组及其病原体为基础的相关研究和分析,其中取得实质性进步的成就是癌基因的发现。但我国对该技术的研究起步较晚,在早期的诊断治疗中还不是很完善。分子蛋白组学在肿瘤检测中仍发挥着不小的作用,在未来的医学发展过程中,该技术将更加完善地应用于医学检验中,发挥更大的作用。

3 分子生物技术在医学检验中的应用方法

3.1 聚合酶链式反应技术

在医学检验中应用聚合酶链式反应(PCR)是一种于生物体细胞外经酶促合成特异 DNA 或 DNA 片段的技术。PCR 技术是由三大环节多次循环才能构成,这三大环节包括高温变性、低温退火与适温延伸。如今的PCR 技术更加成熟,全球范围内已经有几千万感染性疾病的患者使用该技术检验并得到治愈。越来越多的国家开始加深对 PCR 技术的重视程度,应用PCR技术的领域越来越广泛,在免疫学、微生物学、食品检测、肿瘤学、遗传学等多领域都得到了实质性的应用。此外,PCR 技术在医学检验中的应用更加成熟,除了充分保证检验的准确性和真实性,还能节约人力和物力,提升社会和经济效益以及医学综合实力和国际竞争力。传统的检验方式比较落后,检验结果也存在一些偏差,相信随着PCR技术的不断发展和应用,将会衍生出各种不同的 PCR 技术,如实时荧光定量 PCR 技术等。

3.2 DNA测序技术

DNA 测序技术已经发展到第三代,随着DNA测序技术的不断创新,可以为临床医学检验提供更可靠的数据信息。第一代测序主要是通过双脱氧末端终止法开展检验工作的,因为是初代DNA测序技术,技术完成度不是很高,还存在一些问题。随着DNA技术的成熟,第二代测序是以焦磷酸测序、合成测序和芯片测序三大技术平台开展工作的,第一代、第二代的研究成本相对较低,预示着我国的 DNA 测序技术已经进入了通量高、成本低的时代。第三代测序以单分子实时测序为主,速度快于前两代。

4 目前存在的问题及发展趋势

现阶段分子生物技术面临的问题主要是分子生物技术的复杂性,对操作者的要求比较高,加之药品和反应盒的费用高,限制了它在临床医学上的推广。首先,要科学合理的选用检验项目。分子生物技术本身具有很强的灵敏性,但在临床上仍要从患者的实际需求出发,合理的选择适合诊断患者的检验项目,例如,用结核菌培养就能达到的诊断效果,就不必选择昂贵的检验项目,以减少患者的经济负担。其次,诊断时不要过度依赖检验结果。诊断过程既要依靠检验结果,还要结合患者的临床资料,不能只通过分子生物技术的检验结果就下结论,在仪器检验过程中无法保证取样的过程是否发生偏差,或者在检验过程中因对设备操作不当而造成错误的检验结果,耽误患者的治疗。最后,管理部门的监管要到位。国家相关部门要担负起监管的职责,制定符合我国医学检验发展的实验操作标准,对相关的检验人员进行严格的培训,确保检验结果的真实性和可靠性。

虽然分子生物技术在医学检验上还存在一些不足,但它仍然展现了快速发展的趋势,未来的发展更多的会倾向于:(1)分子生物技术会逐渐由实验室发展为临床实用技术,降低实验的成本支出,简化实验过程中复杂的操作步骤,最大限度的推进实验过程的自动化,降低人为操作带来的风险。(2)加大力度推进实验室建设,及时对仪器进行优化升级,加强对医学检验人员的培养,为分子生物学医学检验提供科学保障。

5 结语

现代分子生物技术在各个领域都发挥着不可替代的作用,在医学检验领域,现代分子生物学发展的时间较短,要想将该技术科学合理的应用在医学检验领域,首先要具备扎实的专业理论知识,还要具备熟练的实验技能,培养医学检验人员的科研创新能力。相信通过医疗工作者的共同努力,可以更加广泛地在医学检验中应用现代分子生物技术,使其越来越成熟,通过医学检验的进步与提高,为疾病预防、诊断、治疗等提供科学的理论依据。

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