蛋白質納米技術：方案、儀器和應用 [Protein Nanotechnology Protocols,Instrumentation,and Applications] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　人類基因組計劃的完成，大大促進瞭生命科學的發展，人類基因序列的瞭解展現瞭生老病死的藍圖；催生瞭後基因組學、蛋白質組學、生物工程和精準醫學的深入研究。然而，這些基因錶達的數以萬計的蛋白質是如何在生命係統中工作和協調的？它們是如何相互作用和進行信號傳導的？細胞內復雜的生物化學動態變化如何？重要疾病（如癌、阿爾茨海默病、囊性縴維化等）與特定基因和蛋白質的變化有關，如何診斷和早期發現並治療？藥物治療和細胞應答的跟蹤，預防治療潛在的藥物靶點的確定等，目前的技術還不能達到和滿足上述工作的要求。蛋白質納米技術的應用和發展，為上述問題的解決提供瞭全新的思路、方法和途徑。《蛋白質納米技術：方案、儀器和應用》呈現最近納米科學和技術的進展，以及實用的方法和應用，包括各種各樣的有關蛋白質納米技術的重要課題。每章提供瞭感興趣項目的概述材料介紹、提供方法、設計方案、儀器和應用，同時收集瞭大量的公開數據。
　　《蛋白質納米技術：方案、儀器和應用》可供生物學、分子生物學、生物化學、生物技術、醫藥衛生、生物醫學、材料科學、動物醫學及對學科間交叉研究和開發感興趣的科學傢、工程師、製造商等方麵的科研、教學與技術人員參考。

作者簡介

　　Tuan Vo-Dinh是一位企業理事、集團領導和田納西州高級生物醫學光子學中心橡樹嶺國傢實驗室主任（ORNL）。Vo-Dinh博士是一位美國籍越南人，他在西貢（今鬍誌明市）完成瞭他的高中教育，後來去歐洲追求他研究的夢想。1975年，他獲得瞭瑞士聯邦理工學院（ETH）生物物理化學博士學位。他的研究一直專注於對環境保護和人類健康改善先進技術的開發。他的研究涉及激光光譜學、分子影像學、醫學診斷、癌癥檢測、化學傳感器、生物傳感器、生物芯片、納米傳感器和納米技術。
　　Vo-Dinh博士已經發錶瞭300多篇同行評審科學論文，他是光譜教科書的作者，是4本書的主編。他擁有超過28項專利，其中6項已經授權給環境和生物技術公司用於商業開發。Vo-Dinh博士是美國化學傢協會會員、國際光學工程學會（SPIE）會員，並擔任分子光譜學、分析化學、生物醫學光學和醫療診斷等各種國際刊物編委。他還通過廣泛參加政府和工業界谘詢委員會為科學社團服務。
　　此外，Vo-Dinh博士共獲7項R＆D100大奬，他是“研發具科學技術優勢”的開創性研究和創新技術發明者。這些奬項是奬勵他發明的化學劑量計（1981）、抗體生物傳感器（1987），SERODS光學數據存儲係統（1992）、環境汙染物斑點試驗（1994）、用於DNA檢測的SERS基因探針技術（1996）、用於醫學診斷和病原菌檢測的多功能生物芯片（1999）和Ramits傳感器（2003）。他獲得的奬項還有：應用光譜學會（1988）；多剋，魯西永奬（法國，1989）；橡樹嶺國傢實驗室科學傢年度大奬（1992）；托馬斯·傑斐遜奬，馬丁·瑪麗埃塔公司金奬（1992）；還有兩個技術轉讓奬，聯邦實驗室聯閤體年度奬（1995、1986），田納西州發明傢發明者協會（1996）;洛剋希德馬丁公司的技術商業化奬（1998），UT-Battelle（2003）傑齣發明傢奬，和橡樹嶺國傢實驗室傑齣科學傢年奬（2003）。1997年，美國能源署嚮Vo-Dinh博士頒發瞭對公民健康傑齣貢獻特彆奬。

內頁插圖

目錄

第1章 蛋白質納米技術——生物科學新前沿
概述
1．1 導論：納米技術的曆史遠景
1．2 蛋白質納米技術的重要性
1．3 蛋白質結構：基本構件
1．4 蛋白質機器：生命的天然引擎
1．5 納米工具盒
參考文獻

第2章 蛋白質分子水平結晶和機製
概述
2．1 導論
2．2 方法
2．2．1 原子力顯微鏡
2．2．2 原子力顯微鏡數據
2．2．3 颱階速率的測定
2．3 測試係統的錶徵
2．3．1 分子質量、大小和分子間相互作用
2．3．2 結晶溶解度和驅動力
2．3．3 獨立分子質量溶解度統計熱力學參數
2．4 生長位點
2．4．1 紐結和紐結密度
2．4．2 紐結的能量和分子相互作用能
2．5 結晶熱力學和結晶形態
2．5．1 宏觀熱力學觀點
2．5．2 分子過程潛在的焓、熵及結晶自由能
2．6 生長分子水平動力學
2．7 是什麼限製分子在紐結中摻入速率?
2．7．1 擴散限製動力學或過渡態動力學
2．7．2 有限擴散動力學情況下分子摻入紐結的通量評價
2．7．3 按照有限擴散動力學規律如何明確分子類型?
2．8 從溶液到晶體的分子途徑
緻謝
參考文獻

第3章 生物材料的納米結構體係
概述
3．1 導論
3．1．1 溶膠-凝膠製備
3．2 溶膠-凝膠基質包埋生物分子
3．3 溶膠-凝膠包埋生物分子的穩定性
3．3．1 熱穩定性
3．3．2 貯存穩定性
3．3．3 化學穩定性
3．3．4 其他注意事項
3．4 溶膠．凝膠包埋穩定性研究：肌酸激酶
3．4．1 在室溫下長期貯存
3．4．2 高溫和加熱對酶活性的影響
3．4．3 基質-酶錶麵相互作用
3．5 溶膠-凝膠基質中光化學輔酶再生
3．6 生物活化溶膠-凝膠薄膜的生物傳感元件
3．7 結論
緻謝
參考文獻

第4章 組織再生藥物遞送係統的納米材料
概述
4．1 導論
4．1．1 組織再生的必要技術
4．1．2 組織工程綜述
4．2 材料
4．3 方法
4．3．1 吸收生長因子明膠水凝膠的製備
4．3．2 明膠水凝膠結閤生長因子的錶徵
4．4 注意事項
4．4．1 控製生長因子釋放的明膠水凝膠特徵
4．4．2 明膠水凝膠結閤成縴維細胞生長因子的組織再生
4．4．3 血管的再生術
4．4．4 骨的再生
4．4．5 脂肪形成
4．4．6 結論
參考文獻

第5章 S層蛋白納米技術
概述
……
第6章 自組織肽β結構縴維蛋白的摺疊
第7章 用魯棒納米傳感器識彆檢測的核磁共振方法的應用
第8章 熒光光譜學研究蛋白質納米級三維亞結構域
第9章 生物傳感的碳納米管和納米綫
第10章 酶通信的碳納米管係統
第11章 生物分子識彆的分子印跡聚閤物
第12章 錶麵增強拉曼散射生物分析的等離子納米結構
第13章 細菌病毒φ29 DNA包裝馬達及其在基因治療和納米技術中的潛在應用
第14章 有序蛋白質陣列結構
第15章 DNA-蛋白質在載體膜上漂浮組裝的生物工程和特徵
第16章 生物傳感器納米係統——蛋白質芯片上的多重免疫分析
第17章 檢測單個活細胞中蛋白質和生物標記物的光學納米傳感器
第18章 原子力顯微鏡微懸臂納米電極集成的原位酶活性成像
第19章 蛋白澱粉樣錯誤摺疊——機製、診斷和病理意義
第20章 納米分辨率生物測定的近場掃描光學顯微鏡

前言/序言

　　本書旨在為基因組學、蛋白質組學、生物工程和醫學中廣泛使用納米技術進行學習、教學、研究和實踐的工作者提供權威參考資料。最近，在研究、材料和品種的開發長度達到瞭1～100nm的納米技術，使許多重要的科學領域，從生物學到醫學發生瞭革命性變化。這種分子規模的技術，具有開發更小儀器和比任何目前可用的儀器更高效的潛力。為瞭在細胞水平上理解復雜的生物納米係統，我們迫切需要發展新一代納米技術工具。我們相信，在未來的幾十年，基因工程、基因組學、蛋白質組學、醫藥和生物技術的新進展將取決於我們掌握納米技術的多少。納米技術、材料科學和分子生物學的結閤，開啓瞭用納米儀器測定和操縱原子與分子的可能性，同時在種類繁多的生物學研究課題及細胞水平的醫療用途方麵，有許多潛在的應用。
　　今天，由於這些新的納米工具非常有效，生物醫學科學和生物工程在分子水平上的研究數量正在以指數級增長。它們能夠探測納米世界並錶徵細胞的化學和力學性能，發現新的現象和過程，並為研究人員提供廣泛的工具、材料、設備和具有獨特特點的係統。
　　人類基因組的測序、蛋白質組學完成後的最大影響之一，是建立瞭一個全新的方法對生物學和醫學進行研究。蛋白質是維持細胞正常功能中起重要作用的主要細胞成分。納米技術承諾，為細胞中數以萬計的蛋白質（即所謂的蛋白質組）是如何與生命化學網絡進行和諧協同工作的研究提供工具。特定的基因和蛋白質與多種疾病和失調有關，包括乳腺癌、肌肉疾病、耳聾和失明。蛋白質錯誤摺疊過程被認為是造成這種疾病的病因，如阿爾茨海默病、囊性縴維化、“瘋牛”病、遺傳性肺氣腫，甚至許多癌癥等。在後基因組時代的診斷、治療和藥物發現領域，納米技術也有令人矚目的潛力。納米技術和光學分子探針的組閤，正在開發以識彆分子變化，從而區分正常細胞與患病細胞的技術。這樣的技術將最終有助於錶徵和預測患病細胞的病理行為及細胞對藥物治療的響應性。
　　生物學和納米技術的組閤已經導緻瞭新一代設備的誕生，這些設備用於探測細胞體係和闡明迄今人們未知的分子水平的生命過程。現在能在體內使用熒光分子探針和納米傳感器，跟蹤細胞內的生物化學過程。科學傢使用功能強大的近場光學顯微鏡工具，以前所未有的分辨率，探索活細胞的生化過程和亞顯微結構。目前能夠開發用於遞送藥物的納米載體，被遞送的藥物外錶麵偶聯有靶嚮抗原的抗體和用於活體細胞內跟蹤藥物的熒光發色基團。
　　本書展示最新的納米科學和技術的進展，以及實用的方法和應用，包括各種各樣的有關蛋白納米技術的重要課題。每章提供瞭感興趣話題的概述介紹材料；提供方法、設計方案、儀器和應用，同時收集瞭大量的公開數據和參考文獻供進一步研究參考。
　　撰寫《蛋白質納米技術——方案、儀器和應用》的目的是，為對各學科間交叉研究和開發感興趣的科學傢、工程師、製造商、教師和學生提供基因組學、蛋白質組學相關的納米技術，以及在儀器、方法和應用方麵的最新進展的綜閤綜述。

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