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isbn號碼:9787117111812

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• 基礎醫學
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• 醫學基礎
• 臨床醫學
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• 醫學科普
• 醫學

現代生物工程技術與應用 本書並非《基礎醫學概要》，而是一部深入探討現代生物工程領域前沿技術、原理及其廣泛應用的專業著作。 --- 導言：生命科學的工程化革命 本書立足於二十一世紀生命科學的飛速發展，係統闡述瞭驅動現代生物工程技術革新的核心理論與實踐。我們旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，理解如何運用工程學的思維和工具來設計、構建和改造生物係統，從而解決人類社會在健康、農業、環境等多個領域的重大挑戰。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從分子基礎到宏觀應用的完整鏈條，強調理論與實驗的結閤，兼顧經典技術與新興範式的介紹。 第一部分：分子生物學與基因操作的基石 第一章：基因組學與蛋白質組學的深度解析 本章首先迴顧瞭現代分子生物學中關於遺傳物質的存儲、復製、修復和錶達的最新認識。詳細介紹瞭新一代測序技術（NGS）的原理及其在全基因組、轉錄組和錶觀遺傳組學研究中的應用，重點分析瞭高通差數據分析方法如何揭示復雜疾病的遺傳基礎。隨後，深入探討蛋白質組學，包括質譜技術在蛋白質鑒定、定量及翻譯後修飾研究中的應用，為理解生命活動的功能層麵打下基礎。 第二章：基因編輯的精密工具箱 基因編輯技術是當代生物工程的核心驅動力。本章將詳盡剖析 CRISPR-Cas 係統的結構、作用機製及其在原核和真核生物中的應用。內容不僅限於經典的 Cas9 係統，還涵蓋瞭堿基編輯（Base Editing）、先導編輯（Prime Editing）的原理和優勢，以及近年來興起的RNA編輯工具。同時，對這些技術的脫靶效應、遞送係統優化（如病毒載體和非病毒載體）進行瞭深入的安全性與效率評估。 第三章：閤成生物學的設計與構建原則 閤成生物學被譽為“生物工程的斯坦福設計學院”。本部分闡述瞭“設計-構建-測試-學習”（DBTL）的工程循環在生物係統中的具體實施。內容包括標準化的生物元件（BioBricks）庫的構建、基因綫路的設計、代謝途徑的重構，以及如何利用計算模型預測和優化生物迴路的行為。重點案例分析瞭人工生命係統的構建和復雜基因網絡的邏輯門實現。 第二部分：生物製藥與細胞療法的工業化 第四章：重組蛋白藥物的錶達與純化 本章聚焦於生物製藥工業的上遊和下遊工藝。詳細介紹瞭利用哺乳動物細胞（CHO 細胞）、酵母及大腸杆菌等多種宿主係統錶達復雜重組蛋白（如單剋隆抗體、疫苗抗原）的優化策略。下遊工藝部分，重點論述瞭層析技術（親和層析、離子交換、疏水作用層析）的最新進展，以及超濾/滲濾技術在藥物製劑和病毒清除中的關鍵作用。 第五章：先進細胞療法：CAR-T與乾細胞技術 細胞治療是精準醫學的前沿陣地。本章深入解析瞭嵌閤抗原受體T細胞（CAR-T）療法的分子設計、體外修飾過程和臨床應用挑戰。針對實體瘤治療的難點，探討瞭雙特異性抗體和通用型（Off-the-shelf）CAR-T的研發進展。此外，詳細介紹瞭誘導多能乾細胞（iPSC）的製備、定嚮分化為特定組織細胞（如心肌細胞、神經元）的策略及其在藥物篩選和再生醫學中的應用潛力。 第六章：疫苗技術的新範式 本章分析瞭傳統滅活與減毒疫苗之外的革命性技術。重點闡述瞭核酸疫苗（mRNA、DNA 疫苗）的構建、遞送係統（脂質納米顆粒 LNP）的優化，以及它們在快速響應疫情中的優勢。同時，也對重組蛋白亞單位疫苗的設計原則和病毒載體疫苗（如腺病毒載體）的免疫原性增強策略進行瞭詳盡論述。 第三部分：生物技術在農業與環境領域的交叉應用 第七章：基因工程作物與精準育種 本部分探討瞭生物技術在保障糧食安全中的應用。除瞭經典的轉基因技術外，重點介紹瞭利用基因編輯技術在作物中實現精準的性狀改良，如提高抗逆性（抗旱、抗鹽堿）、增強營養價值（如維生素富集）。書中還涉及植物分子育種中的基因功能鑒定和標記輔助選擇的最新進展。 第八章：工業生物技術與生物基材料 工業生物技術旨在利用微生物或酶催化生産高價值化學品和材料。本章詳細介紹瞭利用代謝工程改造微生物（如酵母、藍藻）進行生物燃料（如生物柴油、生物乙醇）、生物塑料（如PHA）和特種化學品（如維生素、氨基酸）的生産過程。內容強調瞭發酵過程的放大與優化，以及酶固定化技術在連續生産中的應用。 第九章：環境生物修復與生物傳感 生物工程在環境治理中扮演著越來越重要的角色。本章討論瞭如何設計工程微生物，使其能夠高效降解持久性有機汙染物（POPs）或重金屬。此外，深入介紹瞭生物傳感器（Biosensors）的構建，包括利用熒光蛋白報告係統、電化學方法實時監測水質、土壤中的汙染物或特定生物標誌物。 結論：生物工程的倫理、法規與未來展望 本書最後總結瞭當前生物工程領域麵臨的主要挑戰，包括技術的可及性、知識産權的保護，以及嚴格的生物安全與倫理監管框架。展望未來，本書預測瞭人工智能（AI）與機器學習在加速生物設計、蛋白質結構預測（如AlphaFold的後續發展）以及藥物靶點發現中的革命性潛力，描繪瞭生物工程如何進一步塑造人類的未來圖景。 --- 讀者對象： 本書麵嚮生命科學、生物工程、化學工程、藥學、生物信息學等相關專業的高年級本科生、研究生，以及在生物技術産業界工作的研發人員和技術管理者。要求讀者具備紮實的分子生物學和基礎化學知識。

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