量热技术在生命科学中的应用

量热学是一门古老而又新兴的高技术综合性学科.微量热技术和差示扫描量热技术(DSC)等在生命科学各领域的应用,为研究生命现象提供了定量的热化学信息,有助于从静态和动态的角度研究生命代谢过程,其研究的层次为:生态系统→生物群体→生物个体→生物组织→细胞→细胞器→生物大分子→生物小分子.量热学与生命科学的结合符合当代学科间相互交叉渗透的发展趋势,因此形成的生物量热学无论在学科的基础理论,还是在技术应用上都是很有生命力的方向.值得有关同行共同开拓.     

后基因组时代的交叉科学:从"Bio-X"到"X Biology"

近年来,随着"人类基因组计划"的实施,生命科学进入了一个"后基因组"(post-genome)时代.在这样一个时代,生命科学关注的范围越来越广,涉及的问题越来越复杂,采用的技术也越来越先进.这一切使得科学界兴起了一个潮流--数学、物理学、化学、工程学、计算机科学等非生物学科与生命科学相互交叉的潮流;出现了一批新型的多学科交叉的研究机构,如美国斯坦福大学的Bio-X中心.同时,在这个过程中诞生了许多新的交叉学科.     

高分子结构与性能

正高分子科学是研究高分子的形成、化学结构与链结构、聚集态结构、性能与功能、加工及应用的科学.高分子材料是现代工业和高新技术产业的重要基石,已经成为国民经济的基础产业和国家安全不可或缺的重要保证.高分子科学与材料科学、信息科学、生命科学和环境科学等前瞻领域的交叉与结合,对推动社会进步、改善人们生活质量发挥着重要作用.例如:高分子科学与材料科学的学科交叉,建立了以塑料、橡胶和纤维三大高分子合成材料为代表的传统高分子工业;高分子科学与信息科学的学科交叉,产生了以光电磁功能高分子为代表的新兴学科领域-塑料光电子学;高分子科学与生命科学及环境科学的学科交叉,形成了以     

从古生物学到地球生物学的跨越

以学科体系和科学问题为导向, 对当前国际上出现的地球生物学从学科分类体系、形成背景、主要研究方向、亟待突破的分支学科及其与之相关的研究领域进行了评述. 作为地球科学与生命科学相结合而形成的新兴交叉学科, 地球生物学在地球科学中应具有独立的一级学科地位, 类似于地球化学和地球物理学. 地球生物学主要研究地球系统的生命运动, 涉及地球环境与生命系统的相互作用. 它的形成与发展既是当今科学技术发展的结果, 也是当今世界对所面临重大人类-环境-资源问题的响应. 分子地球生物学、地球微生物学、地球生态学、地球生理学等地球生物学中的二级学科还有待尽快突破, 以形成地球生物学的成熟理论框架和方法体系.     

序言

<正>近10年来,纳米科技在全球范围内迅速发展,许多该领域的重大发现都离不开科研工作者们跨越传统学科界限的共同努力.这些重大发现不仅具有很强的科学意义,也可能解决人类面临的很多问题,如能源、环境和健康问题.为顺应现代新兴科技发展和学科融合交叉的趋势,汇聚化学、物理、生物、材料、电子等不同学科的人才,把     

双光子技术及其在生物医药分析中的应用

作为近20 年来迅速发展的一门新技术, 双光子技术已被广泛应用于三维数 据存储材料、医药、军事、生物以及生命科学等领域, 并随学科交叉与融合, 在揭 示生命活动基本规律和起源的研究中发挥越来越重要的作用, 为生物医学提供了 更多、更为有效的手段. 本文从常用的双光子材料以及双光子激光扫描荧光显微镜 成像原理等方面, 结合双光子技术在生物医学研究中的应用, 探讨了这一新兴技 术在生物医药分析领域的前景.     

《中国科学B辑:化学》简介

《中国科学》是由中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的自然科学综合性学术刊物,由《中国科学》杂志社出版.《中国科学B辑:化学》(中文版)和Science in China Series B-Chemistry(英文版)主要报道化学科学及其交叉领域的基础和应用研究方面的创新性成果,包括化学、化工各分支学科的研究成果以及环境科学、生命科学、材料科学、能源科学、资源保护和综合利用等领域中与化学有关的研究成果。     

药用模式生物研究策略

模式生物是用于研究某种特定的生物学现象而被选定的物种.基于模式生物的研究策略已经在多个生物学领域取得巨大的成功,揭示了众多生命科学的机理,发展了一系列生命科学研究技术.近年来,现代生物学发展迅速,其相关的概念和技术正不断渗入并影响着药用生物的研究领域,包括基于模式生物的研究策略.丹参(Salvia miltiorrhiza)、灵芝(Ganoderma lucidum)等模式药用生物已经提出了多年,受到国内外的广泛关注.但是由于缺乏成熟的模式药用生物研究体系,使得当前药用生物的研究成果比较分散,难以在理论水平上汇总提高,极大地消耗了药用生物界的研究资源和研究力量,阻碍了药用生物学的发展.本文结合近期药用生物学的研究成果,从药用模式生物研究体系建立的必要性出发,提出了药用模式生物研究体系的基本概念和建立目的,分析了应用药用模式生物研究体系研究的可行性,提出了药用模式生物的选择原则并从遗传信息获得、遗传转化体系建立、突变体库构建和次生代谢物生产体系建立4个方面描述了药用模式生物研究体系的建立策略.本文还介绍了以药用模式生物为对象的次生代谢产物生源合成及调控研究策略,同时认为,药用模式生物体系在阐释药材道地性等中医药传统问题及发展合成生物学等现代科学前沿中发挥重要作用.     

荧光共振能量转移技术在生命科学和超分子科学中的应用研究进展

荧光共振能量转移技术(FRET)自发现以来在化学、生物以及其他领域获得了广泛的应用,随着性能优异的新的荧光活性能量给体与受体对的不断发现,FRET技术还在不断发展,应用领域在不断拓展.本文围绕常用的和近年发展起来的给体一受体对,介绍了FRET技术及其在生命科学和超分子科学中的应用研究现状,展望了FRET技术未来的发展趋势.     

系统生物学家最终能得到完全一致的生命之树吗?

自达尔文提出生命之树的概念以来,该领域的研究不仅帮助人们了解了生物的起源和类群间的亲缘关系,还极大地推动了生命科学相关学科的发展.然而,随着生命之树重建中越来越多冲突的发现,人们对生命之树的可靠性及其在其他学科中的应用产生了质疑.本文简要介绍了生命之树的概念及其发展历史.综述了由于(ⅰ)物种的绝灭和人类认知局限性导致的取样缺乏;(ⅱ)生物进化过程中存在的杂交/渐渗、不完全谱系分选、基因重复和丢失、基因水平转移等事件;(ⅲ)建树方法不能真实地模拟生物的进化过程等原因,不可能获得完全一致的生命之树.最后,展望了生命之树广阔的发展和应用前景,指出尽管现实中很难得到唯一的生命之树,但这并不影响生命之树强劲的生命力及其与其他学科的交叉整合.     

生物系统与控制

一、生物系统以航天技术和电子计算机技术为表征,人类进入了一个现代科学技术的新时代。但是和其它学科相比较,人们对包括人本身在内的生物界、生命现象认识还很不够。随着现代科学技术的发展,为我们更深入地探讨生命科学提供了理论基础和研究手段,反之,对生物系统的深入研究又必将促进其它学科的更大发展。因此,一个研究、探索生命科学,旨在认识和改造生物系统的科学研究新形势必将到来,正象有的科学家所予言的那样:二十一世纪将是生命科学的世纪。     

卡西米尔效应研究现状及展望

卡西米尔效应起源于量子真空,它在物理学的各个分支,特别是在纳米技术中有着重要应用.卡西米尔(H.B.G.Casimir)才华纵横,著作宏富,建树极丰.他的科学研究和工业研究经历则为科学和技术的互惠发展树立了典范.卡两米尔效应是一个多学科交叉的、充满挑战和活力的前沿研究领域,如今尚有大量科学的和技术的问题等待人们去解决.     

从基于逻辑的人工智能到社会智能的发展

本文从思维科学和系统科学交叉发展的观点回顾人工智能半个世纪发展的历程它经历了以“物理符号系统”为假设的传统人工智能(逻辑思维的模拟);人工神经网络为代表的分布式人工智能(形象思维的模拟);现场人工智能(逻辑思维、形象思维与运行环境相结合的模拟);智能体技术、人工社会研究所涌现的社会智能(社会思维和群体智慧与运行环境相结合的模拟)。钱学森于1990年发表了开放的复杂巨系统及处理这类系统有关复杂问题的方法论,接着提出我们要研究的不是智能计算机,是人机结合的智能系统,以此为基础,建立了信息空间综合集成研讨体系(CyberspaceforWorkshopofMetasyntheticEngineering),为社会智能涌现提供了可操作的技术平台[1]。     

富勒烯的化学和物理研究

C_(60)及相关问题的研究开辟了全新的学科领域。它不但涉及到化学、物理学、生物学,而且还涉及到天体物理学、地质科学、生命科学、医药科学、纳米技术科学等几乎所有学科。研究结果表明,C_(60)及富勒烯家族的发现是人类对碳元素认识的又一个新飞跃,开创了碳研究的新时期。由于它的重大理论意义和潜在的广阔应用前景,深入的研究必将引起化学、物理学、材料科学、生命科学、电子学和光电子学等学科的全新发展。自1990年人们发现大量制备C_(60)的方法后,对它的基本物理化学性质及其结构已有大量的报道。本文试从以下几个方面讨论有关C_(60)及其家族化合物的物理化学研究的情况。     

超分子主体化合物环糊精应用于环境污染物分离分析的研究进展

超分子化学是化学的一个崭新的分支学科, 它是研究分子间相互作用缔结而形成复杂有序且具有特定功能的分子聚集体的科学. 超分子作用是一种具有分子识别能力的分子间相互作用, 以分子识别为基础, 设计、合成、组装具有新颖性能的超分子功能材料, 将为分析科学提供理论指导和新的应用体系, 为生命科学、材料科学、环境科学等共同发展做出巨大贡献. 本文对超分子主体化合物环糊精作为分子识别功能材料, 在环境污染物分离分析应用中的研究进展进行了简要概述, 以期探讨环糊精及其衍生物在未来环境领域有机污染物、特别是持久性有机污染物和新型污染物分离分析中的应用前景和发展趋势.     

生物大数据可视化的现状及挑战

在过去的10年中,以基因组学、医学遗传学和神经信息学等为代表的生命科学各研究领域,以前所未有的增长趋势,积累了海量的数据信息.这些数据类型复杂、数量庞大,其中蕴含的价值更是不可估量.通过传统的处理手段,难以理清海量原始数据中错综复杂的关联信息.而针对生物大数据的可视化研究,将有利于科研人员对复杂数据进行多角度观察并获取有效信息.生物数据量越大,复杂性越高,可视化在生物有效信息挖掘方面发挥的作用就越大.本文通过例举若干生物机构中心现存的数据规模和数据增长速率,说明生物研究领域已进入大数据时代,然后由生物数据的组成特征及可视化的特点引出生物大数据可视化的重要性和必要性.本文总结了生命科学研究领域中不同类型生物大数据的可视化研究进展,最后讨论了目前生物大数据可视化所面临的挑战,并提出可能的解决方案.     

论现代综合化趋势的哲学基础

自从通信系统、特别是电子计算机系统引进社会生活以来,随着涉及信息系统和计算机系统的人越来越多,综合化趋势正在日益广泛地兴起,并逐渐上升为当代科学、技术和产业发展的主导趋势.综合化趋势在当代开始获得真正的全球意义,很难说这种趋势对当代人类活动的哪一个领域不起关键性的作用.从多门学科的交叉、多种技术的配套到环境评价和国际经济合作;从劳动组合到建立农工综合体,到处都有人们在自觉或不自觉地利用这种趋     

磁共振技术在医学领域中的应用机理浅析

一、概述近十几年来核磁共振(nuclear magmetic resonance,NMR)随着超导技术、计算机技术和波谱学理论的发展,在医学领域得到广泛应用。NMR从生物分子水平研究生物系     

系統方法在凍土研究中的應用

引言近年来,由于科学技术突飞猛进地发展,各门学科相互渗透,逐渐形成了一个统一完整的科学体系,使每一门学科只有在整个科学体系的联系中才能得到重大进展.从而导致了现代科学理论发展的整体化趋势.又由于电子计算机的推广和现代技术科学本身的发展特点,从整体上,从相互联系中去考察事物,已成为各个学科的根本出路所在。     

分子生物学的起源和发展史(一)

本文译自美国生物学史家艾伦的著作《二十世纪的生命科学》(1978年剑桥大学印)的第七章。这本著作从生命科学内部各个分支学科之间、生命科学与物理学、化学、数学等其他学科之间相互渗透、相互综合的角度,从生命科学与哲学思想之间相互影响的角度,从社会历史背景对生命科学发生的影响的角度,多侧面地论述了遗传学、胚胎学、进化伦、生理学、生物化学和分子生物学等生命科学的几个最主要的领域中的科学活动、科学思想和科学方法的历史发展,是一部既有人物和事件的记载又富有思想性、理论性的科学史著作。自从人们完全确定DNA是遗传信息的载体以来,分子生物学的诞生己有整整三十年的历史了。这门新兴学科的发展,给生命科学领域带来了深刻的变革,至今仍发生着深远的影响。分子生物学是在什么样的历史条件下产生和发展起来的?它的发展史能够为今天的科学工作者在科学思想和科学方法方面提供哪里有益的启示和借鉴?这篇译文也许能帮助解答这些问题。