生物电子学的研究内容

2025-03-26 02:30:16

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生物电子学的基础理论的建立和研究：生物电子学作为一门新兴的交叉学科,它应该借助于生物学的理论和技术,综合应用电子学有关工程技术的理论和方法,以形成自身特点和系统的基础理论,但目前对其进行的系统研究尚不够,它的一些基础理论、实验方法和应用技术需要不断建立和进一步完善,许多现象和效应的机理尚需深人研究。
生物信息的采集技术和检测系统：生物信息检测主要是对带有生物结构和特征信息的生物量、化学量和物理量的检测;是对根据生物分子卓越识别能力而设计的生物传感器及其检测系统的研究。
生物信息检测提供了进行生物电子学其它领域研究的基本条件。早期检测的物理量主要是微弱的生物电信号 ,如心电信号、肌电信号、脑电信号和胃电信号等。近期已发展到运用超导(Superconductor)仪器检测生物体内的更微弱的磁信号 , 包括心磁信号、脑磁信号等。除此之外，生物信息采集和检测还可以检测生物体内发出的热波、光信号和声波振动。
目前，基于分子生物学与微电子学技术的结合产生的生物芯片 ,已成为目前国际上研究的一个热点，该芯片得以实现基因分子信息大量快速、规模化、低成本获得，与此同时利用无线通讯技术 ,把生物传感器植入体内进行实时监控等技术也已成为现实。
生物信息系统的建模与仿真：生物信息系统的建模与仿真可以使已获得的知识抽象化,揭示出规律性,减少某些昂贵的、费时的实验操作,推动生命科学研究中的定量化和模型化,并为各种信息处理方法和信息系统提供新的、有价值的思路和方案。对于生物系统的建模与仿真，从工程角度为各种信息处理方法和系统的研制提供了强有力的依据和工具，有助于信息科学的发展。
场与环境对生物物质的作用与应用：随着社会和科学技术的迅速发展,研究辐射场(电、磁、声、光、热、射线)与环境(各种污染)对人或生物体中生物物质作用的微观过程、作用机理和产生的结果十分迫切,这对解释各种场生物效应和机理、了解生命过程、开发诊断仪器、提高治疗效果、增强防辐射能力都非常重要。
近年来，相关研究发现，可用电场和不同材料基片来控制细胞的增殖和分裂 ,在体外构造生物神经元。当肿瘤细胞增殖时 , 细胞膜的电位较低 ,若对肿瘤细胞加上适当的正电位 ,则可显著抑制它们的生长。而且已经发现用特定空间分布和频率的电场可以分离细胞。这些新发现无疑是很有价值的 ,但都需要对其机理作进一步的深入了解。
分子电子学与纳米生物学：分子与生物分子电子学,通常称为分子电子学(Molecular Electronics),它的一个重要目标是研制出由分子器件构造的并行分布式仿生智能信息处理系统,要为新一代信息处理系统开辟一条新的途径。

生物医学信息学：现代信息技术,特别是计算机技术和网络技术为生物医学信息学的研究提供了一个快捷的手段构建了一个技术平台;运用信息理论和技术处理和解决生物信息学、医学信息学中所提出的相关问题。
生物医学信号种类繁多, 其主要特点是信号的随机性和噪声背景都比较强, 信号的统计特性随时间而变 ,而且还是非先验性的。生物医学信息学进行信号处理的研究是指应用并发展信息处理的基本理论,根据生物医学信号的特点 ,对所采集到的生物医学信号进行分析、辨认、解释、分类、显示、存贮和传输 , 其研究目的一是对生物体系结构与功能的研究 , 二是协助对疾病的诊断和治疗。
生物芯片与微全分析系统：生物芯片是现代生物技术与电子技术相结合的产物,它的意义不仅在于扩大现有常规电子元器件的功能、种类和使用范围,而且会使电子工业与生物医学科技经历一次巨大的变革。
生物医学仪器：生物医学仪器的研究主要包含生物医学检测诊断仪器、生物医学治疗仪器和生物医学监护、管理仪器以及现代生物电子学分析仪器。
有别于传统的额生物医学，现代生物医学的发展将会在越来越大的程度上依赖于生物医学仪器和工程。无论从人的健康保障还是从市场经济利益考虑，医学治疗、诊断、监护、模拟和管理方面仪器设备的研究和生产是十分重要的,。这种利用工程技术解决生物医学的手段特别是在计算机辅助诊断系统方面发展十分迅速。

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