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毒品毒物分析中的“火眼金睛”:生物分子成像

     “葡萄糖是检测糖尿病的标志物,尿酸是检测痛风的标志物,而我们所介绍的无光源的化学发光物质则是检测细胞活动的标志物,这就是生物分子成像技术的基础。”

     12月5日下午,重庆大学药学院博士生导师、药物分析学系主任魏为力做客我校,在司法鉴定中心开展了题为“生物分子成像在毒物毒品分析中的研究与应用”的讲座。本次讲座由司法鉴定与证据科学研究院副院长易旻主持,研究院王旭东副教授、黄锐博士、杨桔博士、秦建贞博士、颜磊博士、吕宙博士、喻彦林博士以及重庆大学周楷博士应邀参与。

    “所谓‘手性分子’,即是化学中结构上镜像对称而又不能完全重合的分子。”魏为力认为手性分子的特点可以拓展到其他方面,即生物都具有手性特点。由此他引出了一个重要论点:生物是多尺度的单一手性体系,包括生物小分子、生物大分子和宏观的生命形态。结合自身科研经历,他指出手性分子生物成像最有效的实验方法为手性可视化。运用色谱式电泳分离仪设备、波普分析仪(如NHR)等仪器设备,魏为力摸索出一套可行的实验方法:运用功能纳米材料或天然手性识别剂作为材料,通过快速荧光手性检测,进行高通量可视化手性分析。

     就仿生疾病标志物成像方面,他表示现阶段对生物材料进行特异性识别检测主要运用无光源的化学发光技术,直接检测细胞内的疾病标志比检测细胞代谢物的方法更加准确有效。因此在实践中,科研人员可以有选择性地对炎症病灶、细胞内物质含量、细胞摄取葡萄糖的能力等方面进行检测,以达到更好的效果。“不同抗生素对于细菌的杀灭作用也是不同的,主要将细菌死亡方式的鉴别分为五类。” 魏为力解释道,由抗生素的机理研究,大致可以将细菌的死亡原因分为细胞壁合成抑制、破坏细胞膜、叶酸合成抑制、遗传物质核酸受到抑制和蛋白质合成受阻。针对这五类原因,科研人员可以设计出对应的酶,让生物分子与表面受体结合,达到相同死亡类型细菌聚集的效果。

     在讲解细菌结构成像时,魏为力指出细菌结构中较为独特的是其细胞壁的组成成分——糖肽,由氨基酸和糖单元组成,在检验细菌结构中,基于细菌表面组成成分多样的特点,可以构建一系列主体分子和客体分子,将其放置于细菌表面,根据荧光程度的变化以及实验设备上数据峰值的相对高度即可识别不同成分,再通过统计学原理进行进一步的数据分析、处理便可达到可视化效果。另外,他还阐述了细胞内生物过程的成像原理和检测方法,提出可以根据同一种光在不同功率下的激活和失活状态测定手性分子的成像。

     “当前毒物检测主要通过超分子传感器来检测吗啡、海洛因、氧可酮等毒品。”在最后的毒物毒品的前沿分析上,魏为力表示新型仪器——超分子OTET传感器已经可以做到现场秒测出冰毒成分,这种技术相较之前具有简单、方便、快捷的特点,更适合于今后一段时期的技术应用。

     在提问和交流环节,秦建贞博士认为在进行细菌结构比较时,还应对有活性和无活性的细菌进行比较,活性不同的细菌可能使分类、成像出现误差。此外,喻彦林博士、吕宙博士、王旭东副教授则与魏为力就如何帮助学生准确定位自身的研究生涯、超分子传感器的优点和实验材料来源和前沿分析等问题做了交流。

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