简述生物芯片的基本原理和应用前景?

题目

简述生物芯片的基本原理和应用前景?


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  • 第1题:

    简述生物芯片技术的四个基本点以及生物芯片的分类、特点和应用领域。


    正确答案: 生命芯片技术主要包括四个基本点:芯片方阵的构建、样品的制备、生物分子反应和信息的检测与分析。
    生物芯片的分类根据用途分类:
    (1)生物电子芯片
    (2)生物分析芯片:一般情况下所指的生物芯片主要为生物分析芯片。
    根据作用方式分类:
    (1)主动式芯片
    (2)被动式芯片和组织芯片。
    根据固定在载体上的物质成分:
    (1)基因芯片
    (2)蛋白质芯片
    (3)细胞芯片
    (4)组织芯片
    生物芯片的主要特点:高通量、微型化、自动化
    生物芯片的应用领域:
    1.最大用途在于疾病检测
    2.基因表达水平的检测
    3.基因诊断
    4.药物筛选
    5.个体化医疗
    6.测序
    7.生物信息学研究

  • 第2题:

    什么是生物芯片,你能说出生物芯片的工作原理与应用例证吗?


    正确答案: 生物芯片又称DNA芯片或基因芯片,是DNA杂交探针技术与半导体工业技术结合的结晶,将大量的探针分子固定子支持物上后与带荧光标记的DNA样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量与序列信息的技术。
    其原理是采用光导原价合成或微量点样等方法,将大量生物大分子有序地固化在支持物表面,组成密集二维分子排列,然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交,通过特定的仪器对杂交信号的强度进行快速、并行、高效的检测分所,从而判断样品中靶分子的数量,该技术常用玻片、硅片做为支持物,由于在制作过程中模拟了芯片技术的高集成.因而被称为生物芯片。
    生物芯片可用于大规模筛查由基因突变引起的疾病,同时在寻找新基因、基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析、基因作图、杂交测序、新药开发和司法鉴定中都有重要的应用。如有研究者用DNA芯片检测遗传性乳腺癌和卵巢癌患者BRCAI基因第11外显子与全长3.45Kb序列的突变,检测了15例病人样品,发现14例有变化,为遗传性乳腺癌和卵巢癌的早期诊断提供了有效的手段。

  • 第3题:

    简述X线应用于临床诊断的基本原理。


    正确答案:X线能用于诊断疾病,首先是由于它具有穿透作用、荧光作用与感光作用等特性。其次是由于X线通过人体各种不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧光屏或X线胶片上的X线量也有差异,因而在荧光屏或X线胶片上就能显示出黑白不同的阴影,形成了“天然对比”。但由于人体软组织和体液的比重又大致相同,在它们之间缺乏“天然对比”,就需用人工方法进行造影来形成对比,达到诊断的目的。此种方法亦称“人工对比”。

  • 第4题:

    简述指纹识别技术、语音识别技术、虹膜识别技术的应用现状和发展前景。


    正确答案: (1)指纹识别技术起源于19世纪对指纹学的研究,其研究最重要的结论有两个:一是没有任何两个手指的纹线形态完全一致,二是任何人的指纹线形态终生不变。此结论足以使政府有关部门利用指纹学进行罪犯鉴定,而阿根廷和苏格兰便是最早使用指纹技术进行犯罪鉴定的国家。20世纪80年代后,个人计算机逐渐广泛使用,光学指纹采集器发明,指纹识别技术开始进入司法以外领域。尤其是20世纪90年代后,廉价的指纹采集器和计算机设备的产生,解决了快速准确的匹配问题,指纹识别技术从此进入了基于个人应用的时代。指纹识别技术主要用于个人身份鉴定,可广泛用于考勤、门禁控制、PC登录认证、私人数据安全、电子商务安全、网络数据安全、身份证件、信用卡、机场安全检查、刑事侦破与罪犯缉捕等。
    (2)语音识别是将人讲话发出的语音通信声波识别转换成为一种能表达通信消息的符号序列。20世纪60年代开始,语音识别技术被广泛研究,并应用到电子查询、电话交易、身份识别、司法刑侦等领域。每个人的语音发声器官,以及与此有关的舌、喉头、肺、鼻腔的尺寸和形态都存在很大的差异,即使双胞胎的语音图谱都有一定的差异。因此,每个人的语音声学特征会有一定的稳定性,尽管会因为生理、病理、模拟、伪装和环境干扰引起变异,但语音的鉴定仍然能通过上述声学特征模型来区别不同的人及进行个人身份的识别。从目前的技术来看,要使高科技的IT产业真正走向大众生活,充分利用语音技术,将语音识别技术与数据存储技术结合应该是一种趋势。而且语音技术在当今迅猛发展的电子商务经济中也发挥着重要的作用。
    (3)早在1936年,眼科专家FrankBurch就指出虹膜具有独特的信息,可用于身份识别。直到1991年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Johnson实现了第一个自动虹膜识别系统;1993年,JohnsonDaugman实现了一个高性能的虹膜识别原型系统,这也是目前普遍使用的核心算法;1996年底,RichardWilds成功地研究出基于虹膜的身份认证系统。虹膜识别的差错率仅是120万分之一。在刑事侦查、反恐犯罪方面,虹膜识别技术能帮助调查人员从特定人群中快速、准确地查找出犯罪分子。虹膜识别技术的商业运用尚处于起步阶段,但已被广泛用于安全检查、银行、重要部门门禁等方面,并取得了很好的效果。

  • 第5题:

    生物芯片在病理诊断中的应用?


    正确答案:(1)肿瘤诊断。
    ①肿瘤基因分类:白血病;②鉴别肿瘤相关基因的表达;③新基因的发现。
    (2)遗传病诊断。

  • 第6题:

    问答题
    简述生物芯片检测仪的工作原理。

    正确答案: 生物芯片检测仪,主要是利用强光照明生物芯片上的生物样品以激发荧光,并通过高灵敏度的光电探测器探测荧光强度,最后由计算机对探测结果进行分析处理以获取相关的生物信息。因此生物芯片检测仪器是一种光、机、电、计算机以及现代分子生物学等多学科高度结合的精密仪器,涉及到高功率均匀照明、微弱荧光激发和收集、精密机械运动和控制、极弱光信号检测、数字图像处理和数据统计分析、现代分子生物学等多种高新技术。
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  • 第7题:

    问答题
    简述企业法和产品法的基本原理及其相应的应用领域。

    正确答案: 企业法原理是:以单个的企业作为基本统计单位,按其生产经营活动的最终成果计算总产出;在同一企业内部不能重复计算被消耗品的转移价值,但在不同企业之间则允许类似的被消耗品转移价值的重复计算。产品法的基本原理是:以具体产品为统计对象,凡是某一生产过程的预期有效成果,无论是否属于有关经济单位的最终生产活动成果,均应计入该单位的总产出。我国的农业、建筑业总产出采用“产品法”进行核算,工业总产出采用“企业法”。
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  • 第8题:

    问答题
    生物芯片在病理诊断中的应用?

    正确答案: (1)肿瘤诊断。
    ①肿瘤基因分类:白血病;②鉴别肿瘤相关基因的表达;③新基因的发现。
    (2)遗传病诊断。
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  • 第9题:

    问答题
    简述GPS系统的应用前景。

    正确答案: ①用于建立高精度的国家性大地测量控制网,测定全球性的地球动态参数
    ②用于建立陆地海洋大地测量基准,进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘
    ③用于监测地球板块运动状态和地壳形变
    ④用于工程测量,成为建立城市与工程控制网的主要手段
    ⑤用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置
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  • 第10题:

    问答题
    简述酶技术在生物质能源中的应用前景。

    正确答案: (1)环境监测与治理方面的应用
    (2)在能源开发领域的应用,燃料乙醇生产、生物柴油加工、可生物降解高分子材料开发发面的应用
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  • 第11题:

    问答题
    简述生物芯片的原理。

    正确答案: 生物芯片(Biochip),又称为基因芯片(Genechip)或DNA芯片(DNAchip),是指利用大规模集成电路所控制的机器人在尼龙膜或硅片固相支持物表面,有规律地合成成千上万个代表不同基因的寡核苷酸“探针”或液相合成探针后由陈列器或机器人点样于固相支持表面。这些“探针”可与用放射标记物如32p、荧光物、荧光素、丽丝胺等标记的目的材料中的DNA或cDNA互补核酸序列相结合,对杂交结果进行计算机软件处理分析,获得杂交信号的强度及分布模式图,以此反映目的材料中有关基因表达强弱的表达谱。该技术可以基因连锁、连锁不平衡、限制性长度多态性、可变串联重复序列及单核苷酸多态性标记等基因定位方法为基础,采用分子杂交等多种技术方法手段,进行遗传作图,对不同材料中的多个基因表达模式进行平行对比分析,是一种高产出的、新的基因分析方法。
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  • 第12题:

    问答题
    简述蛋白质组学研究成果的应用前景和展望。

    正确答案: (1)在基础研究方面:近几年来蛋白质研究技术已被应用于各种生命科学领域,如细胞生物学、神经生物学等。在研究对象上,覆盖了原核微生物、真核微生物、植物和动物等范围,涉及各种重要的生物学现象,如信号转导、细胞分化、蛋白质折叠等等。在未来的发展中,蛋白质组学的研究领域将更加广泛。
    (2)在应用研究方面:蛋白质组学将成为寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。在对癌症、早老性痴呆等人类重大疾病的临床诊断和治疗方面蛋白质组技术也有十分诱人的前景,目前国际上许多大型药物公司正投入大量的人力和物力进行蛋白质组学方面的应用性研究。
    (3)在技术发展方面:蛋白质组学的研究方法将出现多种技术并存,各有优势和局限的特点,而难以像基因组研究一样形成比较一致的方法。除了发展新方法外,更强调各种方法间的整合和互补,以适应不同蛋白质的不同特征。另外,蛋白质组学与其他学科的交叉也将日益显著和重要,这种交叉是新技术新方法的活水之源,特别是蛋白质组学与其他大规模科学如基因组学,生物信息学等领域的交叉,所呈现出的系统生物学研究模式,将成为未来生命科学最令人激动的新前沿。
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  • 第13题:

    简述共喷沉积法的基本原理与应用。


    正确答案: (1)基本原理:液态金属通过特殊的喷嘴,在惰性气体气流的作用下分散成幼小的液态金属雾化(微粒)流,喷射向衬底。在液态金属喷射雾化过程中将增强颗粒加入到雾化的金属流中,与金属液流混合在一起沉积在衬底上,凝固形成金属基复合材料。
    (2)应用:制造各种颗粒增强金属基复合材料的有效方法。可以用来制造铝、铜、镍及金属间化合物基复合材料,并直接制成坯、板坯、管子等。

  • 第14题:

    简述GPS系统的应用前景。


    正确答案: ①用于建立高精度的国家性大地测量控制网,测定全球性的地球动态参数
    ②用于建立陆地海洋大地测量基准,进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘
    ③用于监测地球板块运动状态和地壳形变
    ④用于工程测量,成为建立城市与工程控制网的主要手段
    ⑤用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置

  • 第15题:

    简述蛋白质组学研究成果的应用前景和展望。


    正确答案: (1)在基础研究方面:近几年来蛋白质研究技术已被应用于各种生命科学领域,如细胞生物学、神经生物学等。在研究对象上,覆盖了原核微生物、真核微生物、植物和动物等范围,涉及各种重要的生物学现象,如信号转导、细胞分化、蛋白质折叠等等。在未来的发展中,蛋白质组学的研究领域将更加广泛。
    (2)在应用研究方面:蛋白质组学将成为寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。在对癌症、早老性痴呆等人类重大疾病的临床诊断和治疗方面蛋白质组技术也有十分诱人的前景,目前国际上许多大型药物公司正投入大量的人力和物力进行蛋白质组学方面的应用性研究。
    (3)在技术发展方面:蛋白质组学的研究方法将出现多种技术并存,各有优势和局限的特点,而难以像基因组研究一样形成比较一致的方法。除了发展新方法外,更强调各种方法间的整合和互补,以适应不同蛋白质的不同特征。另外,蛋白质组学与其他学科的交叉也将日益显著和重要,这种交叉是新技术新方法的活水之源,特别是蛋白质组学与其他大规模科学如基因组学,生物信息学等领域的交叉,所呈现出的系统生物学研究模式,将成为未来生命科学最令人激动的新前沿。

  • 第16题:

    简述酶技术在生物质能源中的应用前景。


    正确答案:(1)环境监测与治理方面的应用
    (2)在能源开发领域的应用,燃料乙醇生产、生物柴油加工、可生物降解高分子材料开发发面的应用

  • 第17题:

    问答题
    简述意见广告在中国有应用前景的原因。

    正确答案: 1、理论上广告应反映社会生活的全部。
    2、复杂的国际政治需要意见广告。
    3、从国内政治看,意见广告也有很大的发展空间。
    4、随着政治体制改革和新闻事业体制改革的不断深入,意见广告有极大的发展机遇。
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  • 第18题:

    问答题
    简述涂镀基本原理、特点及应用。

    正确答案: 原理:是在金属工件表面局部快速快速电化学沉积的技术,工件接直流电源的负极,正极与镀笔相连,浸满镀液的镀笔在零件表面上以一定的相对速度进行刷抹,镀液中的金属正离子在电场的作用下在阴极表面获得沉积而涂镀在阴极表面
    特点:1)不需要镀槽,可以对局部表面涂镀,2)涂镀液的种类、可涂镀的金属笔镀槽多,3)镀层与基体金属的结合力比槽镀牢固,涂镀速度比漕渡快,镀层厚薄可控性强,4)工件镀笔之间有相对运动,需人工操作,难实现高效率大批量、自动化生产。
    应用:1)修复零件磨损表面,恢复尺寸和几何形状,实现超差品补救,如各种轴、轴瓦修复,2)填补零件表面上的划伤、凹坑、斑蚀、孔洞等缺陷,3)大型、复杂、单个小批工件表面局部镀防腐层、耐腐层,改善表面性能。
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  • 第19题:

    问答题
    简述指纹识别技术、语音识别技术、虹膜识别技术的应用现状和发展前景。

    正确答案: (1)指纹识别技术起源于19世纪对指纹学的研究,其研究最重要的结论有两个:一是没有任何两个手指的纹线形态完全一致,二是任何人的指纹线形态终生不变。此结论足以使政府有关部门利用指纹学进行罪犯鉴定,而阿根廷和苏格兰便是最早使用指纹技术进行犯罪鉴定的国家。20世纪80年代后,个人计算机逐渐广泛使用,光学指纹采集器发明,指纹识别技术开始进入司法以外领域。尤其是20世纪90年代后,廉价的指纹采集器和计算机设备的产生,解决了快速准确的匹配问题,指纹识别技术从此进入了基于个人应用的时代。指纹识别技术主要用于个人身份鉴定,可广泛用于考勤、门禁控制、PC登录认证、私人数据安全、电子商务安全、网络数据安全、身份证件、信用卡、机场安全检查、刑事侦破与罪犯缉捕等。
    (2)语音识别是将人讲话发出的语音通信声波识别转换成为一种能表达通信消息的符号序列。20世纪60年代开始,语音识别技术被广泛研究,并应用到电子查询、电话交易、身份识别、司法刑侦等领域。每个人的语音发声器官,以及与此有关的舌、喉头、肺、鼻腔的尺寸和形态都存在很大的差异,即使双胞胎的语音图谱都有一定的差异。因此,每个人的语音声学特征会有一定的稳定性,尽管会因为生理、病理、模拟、伪装和环境干扰引起变异,但语音的鉴定仍然能通过上述声学特征模型来区别不同的人及进行个人身份的识别。从目前的技术来看,要使高科技的IT产业真正走向大众生活,充分利用语音技术,将语音识别技术与数据存储技术结合应该是一种趋势。而且语音技术在当今迅猛发展的电子商务经济中也发挥着重要的作用。
    (3)早在1936年,眼科专家FrankBurch就指出虹膜具有独特的信息,可用于身份识别。直到1991年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Johnson实现了第一个自动虹膜识别系统;1993年,JohnsonDaugman实现了一个高性能的虹膜识别原型系统,这也是目前普遍使用的核心算法;1996年底,RichardWilds成功地研究出基于虹膜的身份认证系统。虹膜识别的差错率仅是120万分之一。在刑事侦查、反恐犯罪方面,虹膜识别技术能帮助调查人员从特定人群中快速、准确地查找出犯罪分子。虹膜识别技术的商业运用尚处于起步阶段,但已被广泛用于安全检查、银行、重要部门门禁等方面,并取得了很好的效果。
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  • 第20题:

    问答题
    简述X线应用于临床诊断的基本原理。

    正确答案: X线能用于诊断疾病,首先是由于它具有穿透作用、荧光作用与感光作用等特性。其次是由于X线通过人体各种不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧光屏或X线胶片上的X线量也有差异,因而在荧光屏或X线胶片上就能显示出黑白不同的阴影,形成了“天然对比”。但由于人体软组织和体液的比重又大致相同,在它们之间缺乏“天然对比”,就需用人工方法进行造影来形成对比,达到诊断的目的。此种方法亦称“人工对比”。
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  • 第21题:

    问答题
    简述生物芯片的技术过程?

    正确答案: 生物芯片技术过程包括:①芯片的制备;②样品的制备;③生物分子反应;④检测。
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  • 第22题:

    问答题
    简述共喷沉积法的基本原理与应用。

    正确答案: (1)基本原理:液态金属通过特殊的喷嘴,在惰性气体气流的作用下分散成幼小的液态金属雾化(微粒)流,喷射向衬底。在液态金属喷射雾化过程中将增强颗粒加入到雾化的金属流中,与金属液流混合在一起沉积在衬底上,凝固形成金属基复合材料。
    (2)应用:制造各种颗粒增强金属基复合材料的有效方法。可以用来制造铝、铜、镍及金属间化合物基复合材料,并直接制成坯、板坯、管子等。
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  • 第23题:

    问答题
    什么是生物芯片,你能说出生物芯片的工作原理与应用例证吗?

    正确答案: 生物芯片又称DNA芯片或基因芯片,是DNA杂交探针技术与半导体工业技术结合的结晶,将大量的探针分子固定子支持物上后与带荧光标记的DNA样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量与序列信息的技术。
    其原理是采用光导原价合成或微量点样等方法,将大量生物大分子有序地固化在支持物表面,组成密集二维分子排列,然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交,通过特定的仪器对杂交信号的强度进行快速、并行、高效的检测分所,从而判断样品中靶分子的数量,该技术常用玻片、硅片做为支持物,由于在制作过程中模拟了芯片技术的高集成.因而被称为生物芯片。
    生物芯片可用于大规模筛查由基因突变引起的疾病,同时在寻找新基因、基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析、基因作图、杂交测序、新药开发和司法鉴定中都有重要的应用。如有研究者用DNA芯片检测遗传性乳腺癌和卵巢癌患者BRCAI基因第11外显子与全长3.45Kb序列的突变,检测了15例病人样品,发现14例有变化,为遗传性乳腺癌和卵巢癌的早期诊断提供了有效的手段。
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