2025年大學(xué)《化學(xué)測(cè)量學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——化學(xué)測(cè)量技術(shù)在醫(yī)療診斷中的發(fā)展趨勢(shì)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在答題紙上。）1.下列哪項(xiàng)不是化學(xué)測(cè)量技術(shù)在醫(yī)療診斷中常用的分析對(duì)象？A.血液葡萄糖濃度B.尿液中特定代謝物C.體液中電解質(zhì)離子濃度D.組織中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)2.在進(jìn)行血糖連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)，優(yōu)先考慮使用哪種類型的傳感器？A.電解質(zhì)選擇性電極B.基于酶促反應(yīng)的氧化還原電極C.離子遷移率譜儀（IMS）D.原子吸收光譜儀（AAS）3.下列哪項(xiàng)技術(shù)最能體現(xiàn)化學(xué)測(cè)量在“即時(shí)檢測(cè)”（POCT）領(lǐng)域的便攜化和快速化趨勢(shì)？A.高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS）B.微流控芯片分析系統(tǒng)C.液體閃爍計(jì)數(shù)D.核磁共振波譜（NMR）分析4.用于檢測(cè)生物樣本中痕量腫瘤標(biāo)志物的化學(xué)測(cè)量方法，對(duì)其靈敏度要求最高，以下哪種技術(shù)通常具有最高的檢測(cè)限？A.紫外-可見(jiàn)分光光度法B.電化學(xué)傳感器C.毛細(xì)管電泳（CE）D.質(zhì)譜法5.在基因測(cè)序技術(shù)的早期發(fā)展中，化學(xué)測(cè)量學(xué)主要在哪個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮作用？A.樣本前處理自動(dòng)化B.DNA片段的熒光標(biāo)記C.基因芯片的制備D.測(cè)序結(jié)果的數(shù)據(jù)采集與解讀6.下列哪項(xiàng)是發(fā)展高選擇性化學(xué)測(cè)量生物傳感器面臨的主要挑戰(zhàn)之一？A.傳感器響應(yīng)信號(hào)的穩(wěn)定性B.如何特異性識(shí)別生物分子靶標(biāo)，減少干擾C.傳感器與生物組織的生物相容性D.傳感器制備成本的降低7.納米材料在提升化學(xué)測(cè)量技術(shù)性能方面主要體現(xiàn)在哪些方面？（選擇兩個(gè)）A.提高傳感器的靈敏度和選擇性B.實(shí)現(xiàn)信號(hào)的無(wú)線傳輸C.降低檢測(cè)所需的樣本體積D.提高儀器的便攜性和自動(dòng)化程度8.人工智能（AI）技術(shù)在化學(xué)測(cè)量應(yīng)用于醫(yī)療診斷中的主要作用不包括：A.自動(dòng)化樣品制備過(guò)程B.提高復(fù)雜圖譜的解析能力C.建立疾病診斷的預(yù)測(cè)模型D.設(shè)計(jì)全新的化學(xué)測(cè)量傳感器9.以下哪項(xiàng)應(yīng)用最能體現(xiàn)化學(xué)測(cè)量技術(shù)對(duì)個(gè)性化醫(yī)療的貢獻(xiàn)？A.大規(guī)模人群的常規(guī)體檢篩查B.基于個(gè)體基因差異的藥物濃度監(jiān)測(cè)C.快速識(shí)別流行病病原體D.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染物濃度10.對(duì)于需要頻繁進(jìn)行自我血糖監(jiān)測(cè)的糖尿病患者，除了測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性外，更看重傳感器的以下哪個(gè)特性？A.測(cè)量頻率B.非侵入性C.使用壽命D.數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸能力二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上。）1.簡(jiǎn)述化學(xué)測(cè)量技術(shù)在傳染病快速診斷中發(fā)揮作用的基本原理。2.比較電化學(xué)傳感器和光學(xué)傳感器在醫(yī)療診斷應(yīng)用中的主要優(yōu)缺點(diǎn)。3.什么是生物標(biāo)志物？在利用化學(xué)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行疾病早期診斷時(shí)，尋找和驗(yàn)證生物標(biāo)志物需要考慮哪些關(guān)鍵因素？4.簡(jiǎn)述化學(xué)測(cè)量技術(shù)向微型化、便攜化發(fā)展所需要克服的技術(shù)挑戰(zhàn)。三、論述題（每小題10分，共30分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上。）1.論述化學(xué)測(cè)量技術(shù)在推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展中的核心作用，并舉例說(shuō)明。2.隨著基因測(cè)序技術(shù)的普及，對(duì)樣本前處理和檢測(cè)過(guò)程中的化學(xué)測(cè)量方法提出了哪些新的要求和挑戰(zhàn)？化學(xué)測(cè)量學(xué)如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)？3.預(yù)測(cè)未來(lái)5年化學(xué)測(cè)量技術(shù)在醫(yī)療診斷領(lǐng)域可能出現(xiàn)的重大發(fā)展趨勢(shì)，并分析這些趨勢(shì)對(duì)臨床實(shí)踐可能產(chǎn)生的影響。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。）1.D2.B3.B4.D5.B6.B7.A,C8.D9.B10.B二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。）1.化學(xué)測(cè)量技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)特定病原體（如病毒、細(xì)菌）的核酸（如DNA/RNA）或蛋白質(zhì)（如抗原/抗體）具有高選擇性的探針或識(shí)別元件（如抗體、核酸適配體），利用電化學(xué)、光學(xué)、壓電等效應(yīng)，將病原體存在及其濃度信息轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的信號(hào)（如電流、光信號(hào)、頻率變化等），從而實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。例如，核酸恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)結(jié)合電化學(xué)檢測(cè)或側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)可快速檢測(cè)病原體核酸。2.電化學(xué)傳感器：*優(yōu)點(diǎn)：通常具有高靈敏度、響應(yīng)速度快、設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低、易于集成微型化、可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。*缺點(diǎn)：選擇性可能相對(duì)較低，易受環(huán)境干擾（如電噪聲、氧化還原物質(zhì)），信號(hào)穩(wěn)定性有時(shí)不如光學(xué)信號(hào)，生物分子標(biāo)記可能影響電化學(xué)信號(hào)。*光學(xué)傳感器：*優(yōu)點(diǎn)：檢測(cè)范圍廣（可測(cè)吸光、熒光、磷光、化學(xué)發(fā)光等），信號(hào)強(qiáng)度高，易于實(shí)現(xiàn)多參數(shù)同時(shí)檢測(cè)，技術(shù)成熟度高，可構(gòu)建復(fù)雜的生物芯片。*缺點(diǎn)：儀器通常較復(fù)雜、成本較高，部分技術(shù)（如熒光）易受光漂白影響，對(duì)環(huán)境光敏感，部分生物標(biāo)記（如熒光染料）可能存在背景干擾。3.生物標(biāo)志物：指能夠客觀測(cè)量和評(píng)估生理或病理狀態(tài)，或者預(yù)測(cè)疾病發(fā)生、監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展或?qū)χ委煼磻?yīng)的任何分子、基因、細(xì)胞或生物化學(xué)產(chǎn)物。*尋找和驗(yàn)證關(guān)鍵因素：*特異性與敏感性：標(biāo)志物應(yīng)能高度特異性地指示特定疾病狀態(tài)，同時(shí)具有足夠的敏感性以檢測(cè)早期或低濃度狀態(tài)。*可重復(fù)性與穩(wěn)定性：檢測(cè)方法應(yīng)穩(wěn)定可靠，在不同時(shí)間和不同實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果一致。*生物可及性：標(biāo)志物應(yīng)易于從體液（如血液、尿液）或組織樣本中獲取。*臨床關(guān)聯(lián)性：標(biāo)志物的變化應(yīng)與疾病狀態(tài)或臨床決策（如診斷、預(yù)后、治療選擇）有明確的相關(guān)性。*檢測(cè)方法的實(shí)用性：檢測(cè)化學(xué)測(cè)量方法應(yīng)具備良好的性能（靈敏度、特異性、速度、成本效益），適合臨床常規(guī)應(yīng)用。4.技術(shù)挑戰(zhàn)：*小型化與集成：如何將復(fù)雜的分析步驟（如樣品預(yù)處理、分離、反應(yīng)、檢測(cè)）集成到微小的芯片上，涉及微流控、微反應(yīng)器、微傳感器等技術(shù)。*靈敏度與選擇性：在微尺度下保持甚至提高對(duì)低濃度目標(biāo)物的檢測(cè)靈敏度和抗干擾能力。*樣品處理：微型化系統(tǒng)對(duì)微量、復(fù)雜生物樣品的處理（如去基質(zhì)、富集）提出了更高要求。*電源與功耗：為便攜設(shè)備提供穩(wěn)定、低功耗的電源。*數(shù)據(jù)分析與無(wú)線傳輸：處理微系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并可能需要無(wú)線方式傳輸結(jié)果。*可靠性與耐用性：保證微型設(shè)備在實(shí)際使用環(huán)境中的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。三、論述題（每小題10分，共30分。）1.化學(xué)測(cè)量技術(shù)在推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展中扮演著核心角色。精準(zhǔn)醫(yī)療強(qiáng)調(diào)根據(jù)個(gè)體基因、環(huán)境和生活方式的差異性，制定個(gè)性化的預(yù)防、診斷和治療方案?；瘜W(xué)測(cè)量技術(shù)通過(guò)提供高靈敏度、高選擇性的檢測(cè)手段，能夠：*精確檢測(cè)生物標(biāo)志物：識(shí)別與個(gè)體遺傳背景、疾病狀態(tài)、藥物代謝能力相關(guān)的特定生物標(biāo)志物（如基因突變、腫瘤標(biāo)志物、藥物靶點(diǎn)表達(dá)量、藥物代謝酶活性等），為個(gè)性化診斷和預(yù)后判斷提供依據(jù)。*實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)檢測(cè)：開(kāi)發(fā)基于體液（如血液、唾液、汗液）的生物傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)個(gè)體生理/病理狀態(tài)或藥物濃度，實(shí)現(xiàn)便捷、連續(xù)的健康管理。*賦能藥物開(kāi)發(fā)與臨床試驗(yàn)：在藥物研發(fā)過(guò)程中，利用化學(xué)測(cè)量技術(shù)篩選候選藥物、監(jiān)測(cè)藥物靶點(diǎn)作用、評(píng)估藥物療效和安全性，優(yōu)化臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)和用藥方案。*支持基因編輯與細(xì)胞治療：對(duì)基因編輯后的細(xì)胞進(jìn)行精確檢測(cè)，確保編輯效率和安全性；監(jiān)測(cè)細(xì)胞治療過(guò)程中治療細(xì)胞的分布和功能。*實(shí)例：利用化學(xué)發(fā)光免疫分析法（CLIA）或時(shí)間分辨熒光免疫分析法（TRFIA）高靈敏度檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物（如PSA、CA125），輔助前列腺癌或卵巢癌的早期診斷和療效監(jiān)測(cè)；利用基因測(cè)序技術(shù)結(jié)合化學(xué)測(cè)量方法進(jìn)行遺傳病篩查，指導(dǎo)個(gè)性化治療方案選擇；開(kāi)發(fā)便攜式血糖監(jiān)測(cè)儀，使糖尿病患者能夠根據(jù)實(shí)時(shí)血糖數(shù)據(jù)調(diào)整飲食和胰島素注射，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)血糖管理。2.基因測(cè)序技術(shù)的普及對(duì)化學(xué)測(cè)量方法提出了新的要求和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在：*樣本前處理：基因組DNA/RNA提取純化要求更高，需要能處理復(fù)雜基質(zhì)（如血液、組織、唾液）并去除抑制劑，保證核酸質(zhì)量和純度，且過(guò)程需高效、自動(dòng)化、微型化，以適應(yīng)高通量測(cè)序需求。化學(xué)測(cè)量方法需要開(kāi)發(fā)新的試劑和高效分離純化技術(shù)。*測(cè)序反應(yīng)化學(xué)：測(cè)序過(guò)程中涉及的核酸合成化學(xué)、熒光標(biāo)記化學(xué)、酶促反應(yīng)化學(xué)等，需要不斷優(yōu)化以提高測(cè)序準(zhǔn)確性、通量、讀取長(zhǎng)度和速度。例如，開(kāi)發(fā)新型熒光染料減少背景干擾和光漂白，優(yōu)化緩沖液體系提高反應(yīng)效率。*信號(hào)檢測(cè)與讀數(shù)：如何精確檢測(cè)和分辨測(cè)序過(guò)程中釋放的熒光信號(hào)或電信號(hào)，尤其是在高通量、高密度測(cè)序芯片上。這要求化學(xué)測(cè)量傳感器和檢測(cè)系統(tǒng)具備極高的靈敏度、分辨率和速度。例如，開(kāi)發(fā)高分辨率成像系統(tǒng)讀取熒光信號(hào)，或高靈敏度電化學(xué)檢測(cè)方法。*數(shù)據(jù)分析接口：測(cè)序產(chǎn)生的海量原始數(shù)據(jù)需要化學(xué)測(cè)量系統(tǒng)緊密配合，提供穩(wěn)定可靠的信號(hào)輸出，并需要強(qiáng)大的生物信息學(xué)分析軟件進(jìn)行解讀，將原始信號(hào)轉(zhuǎn)化為有臨床意義的生物學(xué)信息。*化學(xué)測(cè)量學(xué)應(yīng)對(duì)：開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、高通量的核酸提取純化設(shè)備和方法；設(shè)計(jì)新型、穩(wěn)定的測(cè)序反應(yīng)化學(xué)體系和高性能熒光/電化學(xué)標(biāo)記探針；發(fā)展高靈敏度、高分辨率的微流控芯片檢測(cè)系統(tǒng)或新型測(cè)序儀器檢測(cè)模塊；與生物信息學(xué)緊密結(jié)合，開(kāi)發(fā)更優(yōu)化的數(shù)據(jù)采集與解讀策略。3.未來(lái)5年化學(xué)測(cè)量技術(shù)在醫(yī)療診斷領(lǐng)域可能出現(xiàn)的重大發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)臨床實(shí)踐的影響：*超靈敏與超高選擇性檢測(cè)：基于納米材料、表面增強(qiáng)光譜（SERS）、等離激元共振（SPR）等技術(shù)的傳感器將能檢測(cè)更低濃度的疾病標(biāo)志物，實(shí)現(xiàn)疾病的超早期診斷。影響：提高診斷的早期性和準(zhǔn)確性，改善治療效果和預(yù)后。*即時(shí)檢測(cè)（POCT）的普及與智能化：微流控、生物傳感器、人工智能等技術(shù)將推動(dòng)更多項(xiàng)目（血糖、血脂、心肌標(biāo)志物、傳染病等）的POCT設(shè)備進(jìn)入臨床和家庭，實(shí)現(xiàn)快速、便捷、精準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)診斷。影響：加快診斷速度，及時(shí)做出臨床決策，方便慢病管理和急診救治。*多參數(shù)、集成化檢測(cè)平臺(tái)：將多種檢測(cè)功能（如電化學(xué)、光學(xué)、質(zhì)譜等）集成在單一芯片或設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者樣本的多指標(biāo)同步檢測(cè)。影響：提高檢測(cè)效率，減少樣本消耗和患者等待時(shí)間