●總序 i
前言 vii
摘要 ix
Abstract xxv
緒論 1
第一章 單分子檢測 8
第一節 引言 8
第二節 單分子熒光成像 9
一、單分子熒光強度變化分析 10
三、單分子定位的超分辨成像 13
四、挑戰與發展方向 14
第三節 單分子波動相關光譜 17
一、熒光相關光譜術分析模式 19
二、熒光相關光譜術聯用技術 19
三、熒光相關光譜術用於細胞中生物分子動力學研究 20
四、挑戰與發展方向 21
第四節 單分子計數 23
一、概述 23
二、單分子熒光共振能量轉移 24
三、挑戰與發展方向 29
第五節 單分子DNA測序 30
一、成像測序 33
二、DNA合成測序 33
三、單鏈DNA穿過納米孔測序 34
四、分子電子器件測序 35
五、挑戰與發展方向 36
第六節 前景與展望 37
本章參考文獻 38
第二章 生命科學中的單細胞分析 46
第一節 單細胞光譜分析與成像 46
第二節 細胞熒光成像與小分子探針 48
一、還原性活性小分子的熒光檢測 49
二、氧化性活性小分子的熒光檢測 52
三、金屬離子的檢測 54
四、挑戰與發展方向 55
第三節 單細胞電化學分析與成像 56
一、超微電極和納米電極 57
二、電化學成像技術 57
三、聯用技術 58
四、挑戰與發展方向 58
第四節 單細胞質譜分析與成像 60
一、質譜流式細胞分析方法 61
二、基於TOF-SIMS的單細胞高分辨成像方法 61
三、基於MALDI-TOF-MS的單細胞分析與成像方法 62
四、結合膜片鉗等取樣方式的單細胞ESI-MS分析方法 62
五、挑戰與發展方向 62
本章參考文獻 66
本章附錄探針分子結構圖 74
第三章 病毒及生命科學中的相關顆粒分析 79
第一節 單病毒動態示蹤方法和技術 79
一、熒光標記 80
二、成像方式 82
三、數據分析 84
四、病毒侵染機制研究 84
五、挑戰與發展方向 88
第二節 病毒及細菌的快速檢測 88
一、現有快速檢測方法 89
二、快速檢測新方法 91
三、挑戰與發展方向 91
第三節 生命科學中的單個納米顆粒分析 92
一、概述 92
二、電子顯微鏡成像技術 94
三、光學顯微鏡成像技術 94
四、高靈敏流式檢測技術 94
五、挑戰與發展方向 97
第四節 顆粒物的光譜與成像分析 98
一、概述 98
二、微分干涉相差成像與暗場成像 99
三、單個MNP與細胞相互作用研究 101
四、挑戰與發展方向 104
第五節 顆粒物的質譜分析 106
一、概述 106
二、基於現有質譜儀的顆粒分析 107
三、離子阱顆粒質譜分析 108
四、挑戰與發展方向 110
本章參考文獻 111
第四章 生命科學中的活體分析 123
第一節 引言 123
第二節 活體電化學分析 125
一、概述 125
二、微透析技術 125
三、酶型生物電化學傳感器 128
四、活體伏安法 129
五、挑戰與發展方向 130
第三節 活體中目標組分原位快速固相微萃取 131
一、活體血液萃取分析 132
二、動物組織萃取分析 134
三、植物組織萃取分析 135
四、體味分析 136
五、展望 136
第四節 活體熒光成像分析 136
第五節 多模態成像 140
一、概述 140
二、研究現狀 141
三、挑戰與發展方向 142
第六節 納米CT造影劑 144
第七節 磁共振成像 147
本章參考文獻 150
第五章 蛋白質組定量分析方法 159
第一節 引言 159
第二節 蛋白質組相對定量方法 160
一、基於穩定同位素標記的蛋白質組相對定量方法 161
二、無標記的蛋白質組相對定量方法 168
第三節 蛋白質組絕對定量方法 170
第四節 前景與展望 173
本章參考文獻 173
第六章 修飾蛋白質組學分析方法的進展與展望 182
第一節 研究背景 182
第二節 蛋白質磷酸化分析 185
一、磷酸化蛋白質組學分析中的富集方法 185
二、磷酸化蛋白質組學分析中的分離方法 187
三、磷酸化蛋白質組學分析中的質譜鋻定技術 187
四、磷酸化蛋白質組學分析中的數據處理方法 188
五、磷酸化蛋白質組學分析中的定量分析方法 189
第三節 蛋白質糖基化分析 190
一、糖基化肽段和位點的鋻定 190
二、糖基化蛋白質的定量分析 192
三、糖鏈結構的解析 195
第四節 蛋白質甲基化、羥基化等其他翻譯後修飾的分析 197
第五節 面臨的挑戰與展望 201
第七章 代謝組學研究方法的新進展 215
第一節 引言 215
第二節 代謝組學樣本的采集和預處理 216
第三節 代謝組學分析平臺及策略 218
第四節 代謝組學數據分析及差異代謝物定性 226
第五節 代謝組學生物學解釋及代謝物功能研究 231
第六節 結語 234
本章參考文獻 234
第八章 脂質組學分析方法及其應用 244
第一節 概述 244
第二節 脂質組學主要分析對像 247
一、脂肪酰類 249
二、甘油脂類 249
三、甘油磷脂類 249
四、鞘脂類 250
第三節 脂質組學分析方法 251
一、脂質組學分析方法分類 251
二、脂類化合物的提取方法 253
三、脂類化合物分析方法 254
第四節 脂質組學分析方法的應用 262
一、脂質組學與癌癥 262
二、脂質組學與動脈粥樣硬化 264
三、脂質組學與糖尿病 266
四、脂質組學與腹膜透析 267
第五節 脂質組學分析方法展望 268
一、樣品處理 268
二、輪廓分析 265
三、目標分析 269
四、成像分析 269
五、數據分析 270
第六節 結語 270
本章參考文獻 271
第九章 生物大分子分離分析 282
第一節 整體蛋白質的高效色譜分離分析方法 282
一、整體蛋白質分離方法 282
二、整體蛋白質與有機小分子的色譜分離差異 285
三、整體蛋白質的色譜分離進展 286
四、展望 294
第二節 蛋白質糖鏈結構與功能分析 294
一、聚糖概述 294
二、聚糖的分離分析與結構鋻定 298
三、展望 307
本章參考文獻 308
第十章 生物分子結構與功能分析 314
第一節 引言 314
第二節 生物大分子結構和功能的液體NMR分析 315
一、生物大分子液體NMR分析新技術 316
二、生物大分子單體結構與功能的NMR分析 318
三、生物大分子復合物結構與功能的NMR分析 320
四、挑戰與發展方向 322
第三節 生物分子結構和功能的固體NMR分析 324
一、生物固體NMR實驗技術的發展 324
二、膜蛋白結構和功能的研究 326
三、澱粉樣蛋白纖維三維結構和聚集機制的研究 329
四、挑戰與發展方向 331
第四節 生物分子結構和功能的細胞內NMR分析 333
一、樣品制備技術與NMR技術的發展 335
二、蛋白質結構研究 335
三、蛋白質相互作用研究 336
四、蛋白質的翻譯後修飾研究 337
五、蛋白質穩定性研究 337
六、其他生物大分子的研究進展 338
七、挑戰與發展方向 339
第五節 前景和展望 340
本章參考文獻 341
第十一章 疾病分子標志物大規模分析和鋻定技術 350
第一節 疾病標志物的主要特征 350
第二節 疾病標志物發展概況 350
一、癌基因、抑癌基因及其產物 351
二、細胞因子及其受體類疾病標志物 351
三、表觀遺傳修飾生物標志物 351
第三節 疾病標志物的分析技術 353
一、蛋白質組學技術在疾病標志物篩選中的應用 353
二、代謝組學分析在疾病標志物篩選中的應用 357
三、微流控芯片分析技術在疾病標志物篩選中的應用 358
四、毛細管電泳分析在疾病標志物篩選中的應用 359
五、新一代高通量分析技術在疾病標志物篩選中的應用 360
六、表型組學分析在疾病標志物篩選中的應用 361
七、高通量異質數據的整合分析技術 362
八、跨組學分析技術在疾病標志物篩選中的應用 363
九、結語 364
本章參考文獻 364
第十二章 臨床分子診斷中的生命分析化學 366
第一節 引言 366
第二節 臨床分子診斷中生物標志物及常用分析方法 367
第三節 核酸檢測新方法及臨床分子診斷應用 368
一、核酸擴增新技術 368
二、核酸測序新技術 372
三、核酸生物傳感器 380
四、分子診斷新靶標 386
第四節 免疫分析新方法及臨床分子診斷應用 391
一、免疫分析和免疫傳感器 391
二、化學發光免疫分析 392
三、電化學免疫分析 395
四、多組分免疫分析與多種腫瘤標志物的聯合檢測 399
五、鄰位誘導DNA動態組裝免疫分析 403
第五節 發展趨勢 406
本章參考文獻 407
第十三章 基於生命分析化學的藥物靶標鋻定新技術 418
第一節 引言 418
第二節 藥物靶標的分類和相關數據庫 420
第三節 藥物的多重藥理學 421
第四節 鋻定藥物靶標的方法 422
一、基於親和色譜法富集的靶標鋻定方法 422
二、蛋白質活性分析技術 425
三、非標記的靶標鋻定方法 428
第五節 展望 430
本章參考文獻 431
第十四章 多功能納米藥物載體與腫瘤診療一體化研究 436
第一節 引言 436
第二節 基於化學和基因療法的腫瘤診療研究 437
一、概述 437
二、納米顆粒在化學治療中的應用 437
三、納米顆粒在基因治療中的應用 437
四、前景與展望 440
第三節 基於光療法的腫瘤診療研究 441
一、概述 441
二、納米材料用於光動力學治療 441
三、納米材料用於光熱治療 443
四、納米材料用於光活化藥物釋放 444
五、前景與展望 445
第四節 基於磁療法的腫瘤診療研究 446
一、概述 446
二、MNPs用於癌癥的治療 447
三、MNPs用於MRI造影 448
四、MNPs用於早期腫瘤的診療一體化研究 449
五、前景與展望 450
第五節 基於光聲效應的腫瘤診療研究 451
一、概述 451
二、新型光學造影劑開發 452
三、光聲導向的腫瘤診治一體化研究 454
四、前景與展望 455
本章參考文獻 457
第十五章 納米生物效應分析 462
第一節 引言 462
第二節 基於納米探針的活細胞檢測方法 463
一、背景 463
二、國內外研究進展 463
三、挑戰與發展方向 465
第三節 納米尺度物質的細胞代謝分析方法 467
一、背景 467
二、國內外研究進展 468
三、挑戰與發展方向 469
第四節 納米尺度物質的體內代謝分析方法 471
一、背景 471
二、國內外研究進展 472
三、挑戰與發展方向 473
第五節 基於核放射化學定量技術與同步輻射的納米毒理學效應分析方法 475
一、背景 475
二、國內外研究進展 476
三、挑戰與發展方向 478
本章參考文獻 481
第十六章 公共安全分析 484
第一節 食品安全分析 484
一、生物傳感技術 487
二、生物芯片技術 487
三、蛋白質組學 489
四、納米技術 491
第二節 毒物毒品分析 492
一、無機毒性物質分析技術現狀 493
二、有機毒性物質分析技術現狀 494
三、機遇、挑戰和應對與策略 495
四、展望 496
第三節 結語 497
本章參考文獻 497
第十七章 核酸適配體在生命科學研究領域中的應用 505
第一節 引言 505
第二節 核酸適配體在體外分析中的應用 509
一、生物檢測 511
二、微陣列檢測 513
三、酶活性的監測 513
四、新型核酸適配體的篩選 514
第三節 核酸適配體在活細胞及活體分析中的應用 515
一、核酸適配體在活細胞中的分析 516
二、核酸適配體在活體中的分析 522
第四節 結論與展望 527
本章參考文獻 528
第十八章 關鍵生命分子和細胞的絕對定量和計數 537
第一節 引言 537
第素標記策略和目標生命分子的絕對定量分析 538
一、化學素/同位素標記策略和目標生命分子的絕對定量分析 539
二、生物素/同位素標記策略和目標生命分子的絕對定量分析 542
三、化學集成器-軟電離源質譜和ICPMS的正交化學集成器 547
第三節 目標生命分子介導的細胞、細菌和病毒的計數分析 548
第四節 展望 551
本章參考文獻 551
第十九章 高維校正法用於生物體熒光時空分辨和動態定量分析研究 557
第一節 高維校正 558
第二節 生物體熒光時空分辨和動態定量分析 561
一、芳香族氨基酸的定量分析 563
二、酶NADH和FAD在人血漿中的實時動力學定量分析 563
三、藥物與DNA相互作用 564
四、蛋白質的動態研究 565
第三節 展望 565
本章參考文獻 566
第二十章 微流控芯片技術 574
第一節 微納流控研究現狀與發展趨勢 575
一、物質傳輸 575
二、生物傳感 576
三、能源領域 577
四、小結 577
第二節 多相微流控研究 577
第三節 仿生微流控芯片 579
第四節 微流控芯片在蛋白質組學中的應用 580
本章參考文獻 583
第二十一章 生物納米孔道分析技術 587
第一節 生物納米孔道分析技術的原理 588
第二節 生物納米孔道的種類 588
一、α-HL納米孔道 588
二、MspA納米孔道 588
三、Aerolysin納米孔道 588
四、其他生物納米孔道 589
第三節 生物納米孔道分析技術的應用與發展 589
一、DNA測序技術 589
二、蛋白質分析 592
三、生物分子內/間弱相互作用分析 593
第四節 總結與展望 596
一、提高生物納米孔道分析技術的選擇性與靈敏度 596
二、優化數據處理程序 597
三、開發高時間分辨、高電流分辨的納米孔道檢測裝置 598
四、提高繫統穩定性 599
本章參考文獻 599
關鍵詞索引 605

生命分析化學是以生命體為分析研究的主要對像研究建立與生命體組成及功能相關的物質結構、含量與其動態變化的分析新原理與新方法，為闡釋生命體的化學物質變化規律提供特異、靈敏、動態、快速、高效的準確測量技術，已成為生命科學及其相關領域重要發現和原始性創新的重要科學基礎和技術支撐，是連接生命科學研究成果與社會經濟發展的紐帶。本報告圍繞生命分析化學新原理、生命復雜體繫分析新方法、生物標志物發現及甄定新技術、人類健康與疾病相關分析化學基礎、食品安全與公共安全檢驗檢疫、生命分析儀器裝置研制等重大基礎研究方面展開深入研討，為相關領域科學工作者提供已有研究成果及發展前景，也為國家科技中長期發展規劃提供生命分析化學學科發展規劃和戰略。
本書適合高層次的戰略和管理專家、相關領域的高等院校師生、研究機構的研究人員閱讀，是科技工作者洞悉學科發展規律、把握前沿領域和重點方向的重要指南，也是科技管理部門重要的等