现代生物学仪器分析
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现代仪器分析在医学中的应用现代仪器分析是一门研究和应用尖端的分离分析方法和技术的课程。
可使学生掌握用于成分及组成分析、结构分析、表面形态分析、物质物化性质测定的大型分析仪器的基本理论,训练学生正确掌握现代大型仪器分析实验的基本操作技术,能独立进行实验。
其使用的仪器分析方法在现代医学以及其他学术领域起着不可忽视的作用。
代表的仪器如电子显微镜,流式细胞仪,质谱仪等。
一、电子显微镜电子显微镜是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。
电子显微镜放大倍率大,它可以通过荧光屏显示出更精微的组织结构,同时还可以用用光学放大系统,把成在荧光屏上的标本进行第二次扩大,因此电子显微镜在研究人体器官组织以及超微结构中起到重要作用。
可分为透射式电子显微镜和扫描时电子显微镜,由于标本厚薄不同,超薄切片机切出的很薄的标本,可用透射式电子显微镜观察。
不能切得很薄的标本可用扫描式电镜进行观察。
电子显微镜打破了光学显微镜的极限,显微技术进步发展到能观察分子原子电子显微镜的世界,它给医学科学带来新的研究超微结构的途径。
当今人们应用电子显微镜的超微特性观察细胞,不仅能清楚的证实了细胞膜的存在,而且还明确了细胞膜的三层结构,而且还明确了细胞膜由三个薄层组成.其中两侧层密度高,中间层密度低,而且这三层的任何一层厚度都一样。
利用电子显微镜观察无健神经纤维结构时,发现无健神经纤维的神经膜细胞可以包裹多根轴突( 一般约为 2 ~9 条) 。
利用电子显微镜研究肌肉的结构时,使我们了解到肌原纤维有二个很重要的特点:( 1 ) 在肌原纤维中有规则地排列着明暗横条纹,具有横纹结构;( 2 ) 肌原纤维由与其长轴平行的更微细的单位纤维组成。
利用电子显微镜研究核酸分子结构时,可以观察到核酸分子的结构呈线丝状,直径约为 2 0 A。
实践证明了电子显微镜的应用,为探索生命的秘密起到了重要的推动,为医学的发展,人类的健康发挥着巨大的作用。
圆二色光谱(Circular dichroism spectroscopy) (Ci l di h i t)杜海宁梁毅(武汉大学生命科学学院)手性与圆二色光谱蛋白质、核酸和多糖等生物大分子都是手性分子手性(chirality):具有不能重叠的三维镜像对应异构体 凡具有手性的分子就具有旋光活性在上世纪六七十年代,旋光色散和圆二色光谱成为研究生物分子结构的有力手段之一是测定蛋白质二级结构的有力手段之一平面偏振光✓振动方向在同一平面内的电磁波为平面偏振光✓振动方向保持不变✓振幅发生周期性变化旋光色散●一束平面偏振光通过光学活性分子后,由于左、右圆偏振光的折射率不同,偏振面将旋转一定的角度,这种现象称为旋光(Optical rotation),偏振面旋转的角度称为旋光度●朝光源看,偏振面按顺时针方向旋转的,称为右旋,用“+号表示;偏振面按逆时针方向旋转的,称为+”左旋,用“-”号表示圆偏振光✓两束相互垂直,振幅相等的平面偏振光,其位相相差1/4波长时,其合成矢量E的末端轨迹沿着螺旋形旋转,如果对着光的传播方向观察,电场矢量E的末端轨迹为一圆,这就是圆偏振光✓特点:振幅保持不变而方向周期变化,电场矢量绕传播方向螺旋前进电场矢量方向按顺时针方向旋转的,称为右圆偏振光(dextoratary,用✓(d t t符号d表示)✓电场矢量方向按逆时针方向旋转的,称为左圆偏振光(levoratary,用符号l表示)椭圆偏振光●振幅相等的左、右圆偏振光合成平面偏振光,其振动方向由左、右圆偏振光的位相决定(图a和b)●振幅不等的左、右圆偏振光合成椭圆偏振光(图和),椭圆偏振光常用主c d)轴方向和椭圆度来表征它的特性●主轴方向即椭圆长轴的方向,是由左、右圆偏振光的位相决定的●椭圆度或椭圆率是一个角度(图中这个角度的正切是椭圆的短轴与长轴之比圆二色性●当一束平面偏振光通过介质时,光学活性分子对左、右圆偏振光的吸收εL 和εR 不同,其差值∆A = A L –A R 或∆ε= εL -εR 就是圆二色性●摩尔消光系数表示的圆二色性:>0C tt ()()()11L R L R εεεA A C l mol cm --∆=-=-⋅⋅●如果εL -εR > 0,则CD 为“+”,相应于正Cotton 效应;如果εL -εR < 0,则CD 为“-”,相应于负Cotton 效应✓∆A 或∆ε均是波长的函数,∆因此常以∆A λ或∆ελ来表示波长为λ处的圆二色性吸收∆✓∆ε或∆A 随波长的变化就是椭圆率●椭圆率θ(ellipticity)的正切是椭圆的短轴与长轴之比:tg θ=●g E E +对于波长为λ的平面偏振光,穿过光学活性物质后,为2.303180 2.303180()2.303180 2.303180A A A θ⨯⨯=-=∆⨯⨯(εε)εCl Cl =-=∆平均残基摩尔椭圆率摩尔椭圆率[θ] (Molar ellipticity)●](Molar ellipticit)[θ] = 3298(εL-εR)≈3300∆ε●在蛋白质研究中,常用平均残基摩尔椭圆率[θ] (the mean residue molar ellipticity [θ] (deg⋅cm2⋅dmol-1)) mean residue molar ellipticity[](deg[](obs)()θ] = (θ/10)(MRW/lcθ是仪器测定出的CD光谱值,单位是deg,MRW表obs示蛋白质的平均残基分子量,l表示比色皿的光径,单位是cm,c表示蛋白质的质量浓度,单位是g/mlgJasco J-810Jasco J-810样品池圆二色光谱仪是20世纪60年代发展起来的一种分析仪器,它利用光学活性分子具有旋光活性,通过其对偏振光的吸收来分析生物分子结构及相关问题圆二色光谱仪工作原理●圆二色光谱仪需要将平面偏振光调制成左圆偏振光和右圆偏振光,并以很高的频率交替通过样品,因而设备复杂,完成这种调制的是CD调制器●圆二色光谱仪采用氙灯作光源,其辐射通过由两个棱镜组成的双单色器后,就成为两束振动方向相互垂直的平面偏振光,接着由调制器调制成CD左、右圆偏振光。
现代生物仪器分析摘要现代生物仪器在生物领域中扮演着重要的角色。
本文将主要介绍现代生物仪器分析的基本原理和常见的应用领域,包括基因测序、蛋白质分析、细胞显微镜技术等。
通过对这些仪器的介绍和应用案例的分析,可以更好地理解现代生物仪器分析的重要性和发展趋势。
1. 引言随着生物科学的发展,现代生物仪器在生物研究和生物工程领域发挥着重要的作用。
这些仪器通过精确的测量和分析技术,帮助科学家们深入理解生物分子的结构和功能,在疾病治疗、新药研发和生态保护等方面做出贡献。
本文将主要关注现代生物仪器分析的基本原理和常见应用领域。
2. 基因测序技术基因测序技术是现代生物仪器中最重要的应用之一。
通过这项技术,科学家们可以快速并准确地确定生物体基因组的序列。
目前,常见的基因测序技术包括Sanger测序、Illumina 测序和高通量测序等。
这些技术的原理是基于DNA分子的合成和测序,通过荧光染料的标记和激光扫描来读取DNA序列信息。
基因测序技术的应用非常广泛。
在医学研究领域,基因测序技术可以帮助科学家们识别疾病基因、发现新的药物靶点,并提供个性化医学的支持。
在生态学研究中,基因测序技术可以帮助科学家们了解物种的多样性、基因流动性和环境适应性等问题。
3. 蛋白质分析技术蛋白质是生物体内最重要的生物大分子之一,其功能和结构对于生物体的正常运作至关重要。
现代生物仪器提供了多种蛋白质分析技术,可以帮助科学家们深入研究蛋白质的结构、功能和相互作用。
其中,质谱技术是最常用的蛋白质分析技术之一。
质谱技术通过将蛋白质分子转化为离子,并通过质谱仪的分析,确定蛋白质的质量、序列和修饰等信息。
质谱技术在蛋白质组学研究和新药研发中起着重要作用。
除了质谱技术,现代生物仪器还提供了许多其他蛋白质分析技术,如蛋白质电泳、蛋白质结晶、蛋白质亚细胞定位等。
这些技术的综合应用可以帮助科学家们深入了解蛋白质的功能和相互作用机制。
4. 细胞显微镜技术细胞显微镜技术是现代生物仪器中应用广泛的技术之一。
绪论单元测试1.离开相关仪器的配合,生命科学领域的实验将无法开展。
()A:错B:对答案:B2.对细胞中TRPML1、Lamp-1和RyR2三种蛋白进行双标免疫荧光染色,需要做TRPML1和Lamp-1,及Lamp-1和RyR2两组免疫荧光染色实验。
()A:错B:对答案:A3.利用实时荧光定量PCR仪可以对细胞或组织中基因的表达水平进行分析。
()A:错B:对答案:B4.电子天平主要用于称量药品或物体的重量。
()A:对B:错答案:A5.使用化学发光检测仪可以检测基因启动子的启动情况。
()A:对B:错答案:A6.使用聚丙烯酰胺凝胶电泳、转膜技术和Western blot技术可以检测细胞或组织中某种蛋白表达水平的变化。
()A:错B:对答案:B7.可以使用琼脂糖电泳设备及凝胶成像系统检测待测样品中核酸表达水平的变化。
()A:对B:错答案:A8.可以使用超高分辨率显微镜对细胞超微结构进行观察拍照。
()A:对B:错答案:B9.实验用小鼠可以被饲养在IVC系统里的IVC笼盒中。
()A:错B:对答案:B10.实验过程中各种仪器设备的规范操作可以保证广大师生的生命和财产安全。
()A:错B:对答案:B第一章测试1.使用电子天平称量易挥发和具有腐蚀性的药品时,要盛放在密闭的容器中;称量普通药品时,要放置在称量纸上,以免腐蚀和损坏电子天平。
()A:错B:对答案:B2.电子天平传感器属于易损件,严禁在开机和关机条件下超出其称量范围。
()A:错B:对答案:B3.磁力搅拌器转速是由转子决定的。
()A:对B:错答案:B4.pH计校验时使用的三种不同pH值的缓冲试剂名称依次是邻苯二甲酸氢钾、混合磷酸盐、四硼酸钠。
()A:对B:错答案:A5.每次将复合电极放入不同溶液之前,必须用蒸馏水反复冲洗,并沾干。
()A:对B:错答案:A6.pH计测试前进行校准时须使用纯水进行。
()A:对B:错答案:B7.使用离心机时,可以超出离心机最大转速。
生物化学仪器分析实验(内部教材)北京理工大学珠海学院生物工程教研室2012年2月修订说明生物化学仪器分析实验教学是学生掌握各种仪器及其分析方法的重要环节。
通过实验教学,要求学生能规范地掌握生物化学分析仪器的基本操作、基本技术,熟悉现代分析仪器的使用(主要包括紫外可见分光光度计、气质联用仪、液相色谱仪、薄层色谱、凝胶色谱等);在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时,努力培养学生的创新意识与创新能力。
为实现这一目标,在课程内容安排上采用保留一定的经典性的验证性实验内容外,还将基本操作融入综合实验中,在实验内容方面更注重于复杂实际样品分析。
为使学生在学习中,能及时按系统了解和掌握生物化学仪器分析实验各类实验研究方法,及涉及的基本技术和技能方面的系统知识,实验课教学的基本环节采取实验技术讲座与学生实验相结合进行。
实验技术讲座内容包括:各种光度计的操作技术和工作原理;薄层与液相色谱法的基本应用。
通过讲座要求学生对化学实验的基本方法、基本仪器与装置的工作原理,构造特点及规范操作程序和仪器较正方法,有较系统全面的了解与掌握。
实验能力主要是指以下诸方面:动手能力、理论联系实际的能力、统筹思维能力、创新能力、独立分析解决实际问题的能力、查阅手册资料并运用其数据资料的能力以及归纳总结(实验报告)的能力等。
在整个实验课过程中,要利用一切环节进行能力的训练。
实验素养主要是指以下诸方面:严谨的科学态度、细致的工作作风、实事求是的数据报告;良好的实验习惯(准备充分、操作规范,记录简明,台面整洁、实验有序,良好的环保和公德意识);团结协作精神;认真观察实验现象、科学分析实验数据;强烈的求知欲望。
对实验数据和实验结果的要求:实验中所有测量数据都要随时记在专用的记录本上,不可记在其他任何地方,记录的数据不得随意进行涂改。
常量分析中的典型实验,其平行实验数据之间的相对标准偏差(RSD)一般不应大于5%;实验结果的误差应不超过±2%。
现代生物仪器分析
近几十年来,科学技术的飞速发展使得现代生物仪器分析技术得到了快速发展,并在生物学研究中占有重要地位。
现代生物仪器分析技术主要包括离子色谱、质谱、耦合技术以及超微结构分析技术等。
离子色谱技术是指通过对生命物质的离子化度构成的分离和测定,从而检测生物样品中物质的组成成分。
它具有灵敏度高、选择性强、分离效果好等优点,因而在分析生物组织和细胞等中常被采用。
质谱技术是一种能够用来测定生物样品中分子质量和微量组成
成分的技术。
它常常用于分析蛋白质、核酸、脂质和糖等生物分子。
目前,高效率质谱技术已经成为蛋白质结构鉴定和核酸序列确定等生物学分析中的重要工具。
耦合技术是指将多种技术结合起来,以提高分析效率的技术。
例如,离子色谱-质谱耦合技术能够有效地用于提取蛋白质和多肽。
它被用于对蛋白组学的分析,以及分子生物学的研究和精确治疗中。
超微结构分析技术是一种可以用来研究细胞和组织结构的技术。
它包括电镜分析、透射电镜分析、细胞形态学分析和细胞免疫印迹等技术,被广泛应用于癌症、神经系统以及免疫学研究中。
这些技术对于研究细胞形态变化、分子的结构及功能关系以及分子的跨膜转运特性等有着重要影响。
可以看出,现代生物仪器分析技术在生物学研究中有着重要的作用。
各种技术的结合和发展极大地推动了生物学研究的进步,为人类健康提供了有力支持。
综上所述,现代生物仪器分析技术在生物学研究中起着重要作用,可以进一步认识和理解生命科学,为人类健康提供有力支持。
未来,随着科学技术的发展,我们相信会有更加精确、准确的仪器出现,从而进一步促进我们对生命科学的认识。
⽣物仪器分析复习资料.docx第⼀章⽣物样品的预制备1、从⽣物⼤分⼦的预制备过程来说,⼀般包括材料选择和预处理(如洁净、切⽚、风⼲等)、破碎、提取纯化、浓缩、结品、⼲燥和贮藏保存等步骤,应该根据各个步骤的具体要求和⽣物样品來源(动物、植物或微⽣物培养物)的不同⽽采⽤不同的⽅法和技术设备。
2、超声波细胞破碎机是利⽤超声波在液体中产⽣的空化效应,可⽤于各种动物、植物细胞, 细菌及组织的破碎和匀浆化。
3、固相萃取⽤于样品分析前的净化或富集。
4、固相萃取的⼀般步骤是:液态或溶解后的固态样品倒⼊活化过的固体萃取柱,然后利⽤抽真空、加压或离⼼⽅式使样品进⼊固定相;然后再⽤另⼀种溶剂把⽬的组分从固定相上洗脱下来。
5、固相萃取(SPE)的萃取过程包4S四个基本步骤,即固定相活化、样品上柱、淋洗和待测组分洗脱。
6、旋转浓缩仪是在维持低于⼤⽓压的压⼒下将较⼤体积的液态样品进⾏蒸发从⽽有效地⼤⼤缩⼩样品体积的装置,也是分离⼯作中的必备设备之⼀。
它特别适⽤于预分离的组分不耐较⾼温度的热敏性或⾼黏度样品、抽提溶剂是⽔⼀类不易挥发的⼤容积抽提液的浓缩,例如⾊素抽提液、糖类的⼄醇抽提液的浓缩等。
7、利⽤强⼤的离⼼⼒讲物理性质(如质量、浮⼒、沉降系数等)不同的悬浮液内微粒进⾏分离、浓缩的技术称为离⼼技术。
离⼼技术特别适⽤于溶液量较⼩或沉淀黏稠的⽣物样品的分离。
8、离⼼机的主要参数:1、相对离⼼⼒当离⼼机转头以⼀定的⾓速度3旋转,对于旋转半径为r的任何颗粒所受到的向外离⼼⼒F可表⽰为:F=mo2r习惯上F常以相对离⼼⼒(RCF)的⼤⼩来衡量,指在离⼼时作⽤于颗粒的离⼼⼒相当于重⼒的倍数,即RCF=m"r/mg= w~r/g 式中,g为重⼒加速度(约等于980cm/s2)o2、沉降系数澄江系数指单位离⼼⼒作⽤下颗粒的沉降速度,⽤Svedberg (简称S)表⽰,量纲为s (秒)。
lS=1013s o3、沉降速度沉降速度指在离⼼作⽤下颗粒在单位时间内运动的距离。
一、选择题1. 在气-液色谱分析中,当两组分的保留值很接近,且峰很窄,但只能部分分离,其原因是(D )A. 柱效能太低B. 容量因子太大C. 柱子太长D. 固定相选择性不好2. 在GC和LC中,影响柱的选择性不同的因素是(A)A. 固定相的种类B. 柱温C. 流动相的种类D. 分配比3. 适合于植物中挥发油成分分析的方法是(D )A. 原子吸收光谱B. 原子发射光谱C. 离子交换色谱D. 气相色谱4. 原子发射光谱的产生是由(B)A. 原子次外层电子在不同能态间的跃迁B. 原子外层电子在不同能态间的跃C. 原子外层电子的振动和转动D. 原子核的振动5. 在AES分析中,把一些激发电位低、跃迁几率大的谱线称为(B)A. 共振线B. 灵敏线C. 最后线D. 次灵敏线6. 为了同时测定废水中ppm级的Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr,最好应采用的分析方法为(A)A. ICP-AESB. AASC. 原子荧光光谱(AFS)D. 紫外可见吸收光谱(UV-VIS)7. 某物质能吸收红外光波,产生红外吸收光谱图,那么其分子结构中必定(C)A. 含有不饱和键B. 含有共轭体系C. 发生偶极矩的净变化D. 具有对称性8. C)光谱仪A. AESB. AASC. UV-VISD. IR9. 一般气相色谱法适用于(C)A. 任何气体的测定B. 任何有机和无机化合物的分离测定C. 无腐蚀性气体与在气化温度下可以气化的液体的分离与测定D. 无腐蚀性气体与易挥发的液体和固体的分离与测定10. 吸光度读数在(B)范围内,测量较准确A. 0~1B. 0.15~0.7C. 0~0.8D. 0.15~1.511. 分光光度计产生单色光的元件是(A )A. 光栅+狭缝B. 光栅C. 狭缝D. 棱镜12. 分光光度计测量吸光度的元件是(B )A. 棱镜B. 光电管C. 钨灯D. 比色皿13. 用分光光度法测铁所用的比色皿的材料为(D)A. 石英B. 塑料C. 硬质塑料D. 玻璃14. 用邻二氮杂菲测铁时所用的波长属于(B)A. 紫外光B. 可见光C. 紫外-可见光D. 红外光15. 摩尔吸光系数与吸光系数的转换关系(B)A. a=M·εB. ε=M·aC. a=M/εD. A=M·ε16. 一般分析仪器应预热(B)A. 5分钟B. 10~20分钟C. 1小时D. 不需预热17. 若配制浓度为20μg/mL的铁工作液,应(A)A. 准确移取200μg/mL的Fe3+贮备液10mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度B. 准确移取100μg/mL的Fe3+贮备液10mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度C. 准确移取200μg/mL的Fe3+贮备液20mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度D. 准确移取200μg/mL的Fe3+贮备液5mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度18. 测铁工作曲线时,要使工作曲线通过原点,参比溶液应选(A)A. 试剂空白B. 纯水C. 溶剂D. 水样19. 测量一组工作溶液并绘制标准曲线,要使标准曲线通过坐标原点,应该(D)A. 以纯水作参比,吸光度扣除试剂空白B. 以纯水作参比,吸光度扣除缸差C. 以试剂空白作参比D. 以试剂空白作参比,吸光度扣除缸差20. 下述情况所引起的误差中,属于系统误差的是(C)A. 没有用参比液进行调零调满B. 比色皿外壁透光面上有指印C. 缸差D. 比色皿中的溶液太少21. 邻二氮杂菲分光光度法测铁实验的显色过程中,按先后次序依次加入(B)A. 邻二氮杂菲、NaAc、盐酸羟胺B. 盐酸羟胺、NaAc、邻二氮杂菲C. 盐酸羟胺、邻二氮杂菲、NaAcD. NaAc、盐酸羟胺、邻二氮杂菲22. 下列方法中,那个不是气相色谱定量分析方法(D)A. 峰面积测量B. 峰高测量C. 标准曲线法D. 相对保留值测量23. 气相色谱仪分离效率的好坏主要取决于何种部件(B)A. 进样系统B. 分离柱C. 热导池D. 检测系统24. 原子吸收光谱分析仪的光源是(D)A. 氢灯B. 氘灯C. 钨灯D. 空心阴极灯25. 下列哪种方法不是原子吸收光谱分析法的定量方法(B)A. 浓度直读B. 保留时间C. 工作曲线法D. 标准加入法26. 准确度和精密度的正确关系是(B)A. 准确度不高,精密度一定不会高B. 准确度高,要求精密度也高C. 精密度高,准确度一定高D. 两者没有关系27. 下列情况所引起的误差中,不属于系统误差的是(A)A. 移液管转移溶液后残留量稍有不同B. 称量时使用的砝码锈蚀C. 天平的两臂不等长D. 试剂里含有微量的被测组分28. 若试剂中含有微量被测组分,对测定结果将产生(A)A. 过失误差B. 系统误差C. 仪器误差D. 偶然误差29. 滴定终点与化学计量点不一致,会产生(A)A. 系统误差B. 试剂误差C. 仪器误差D. 偶然误差30. 比色皿中溶液的高度应为缸的(B)A. 1/3B. 2/3C. 无要求D. 装满31. 重量法中,用三角漏斗过滤晶形沉淀时,溶液应控制在(D)A. 漏斗的1/3高度B. 漏斗的2/3高度C. 滤纸的1/3高度D. 滤纸的2/3高度32. 用分光光度法测水中铁的含量时,所用的显色剂是(B)A. 醋酸钠B. 氮杂菲C. 盐酸羟胺D. 刚果红试纸33. 用分光光度法测水中铁含量时,绘制工作曲线的步骤是(D)A. 用200ppb溶液在510nm处,每5min测一次吸光度B. 用200ppb溶液在510nm处,加入不等量显色剂分别测吸光度C. 用200ppb溶液在光路中,分别测不同波长下吸光度D. 用100~500ppb系列溶液在510nm处,分别测吸光度34. 原子吸收光谱分析中,乙炔是(C)A. 燃气-助燃气B. 载气C. 燃气D. 助燃气35. 原子吸收光谱测铜的步骤是(A)A. 开机预热-设置分析程序-开助燃气、燃气-点火-进样-读数B. 开机预热-开助燃气、燃气-设置分析程序-点火-进样-读数C. 开机预热-进样-设置分析程序-开助燃气、燃气-点火-读数D. 开机预热-进样-开助燃气、燃气-设置分析程序-点火-读数36. 原子吸收光谱光源发出的是(A)A. 单色光B. 复合光C. 白光D. 可见光37. 分光光度法测铁实验中,绘制工作曲线标准系列至少要几个点(D)A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个38. 分光光度法测铁中,标准曲线的纵坐标是(A)A. 吸光度AB. 透光度T%C. 浓度CD. 浓度mg/L39. 在液相色谱法中,按分离原理分类,液固色谱法属于(D )A. 分配色谱法B. 排阻色谱法C. 离子交换色谱法D. 吸附色谱法40. 在高效液相色谱流程中,试样混合物在(C )中被分离A. 检测器B. 记录器C. 色谱柱D. 进样器41. 在液相色谱中,为了改变色谱柱的选择性,可以进行如下哪些操作(C)A. 改变流动相的种类或柱子B. 改变固定相的种类或柱长C. 改变固定相的种类和流动相的种类D. 改变填料的粒度和柱长42. 在液相色谱中,某组分的保留值大小实际反映了哪些部分的分子间作用力(C)A. 组分与流动相B. 组分与固定相C. 组分与流动相和固定相D. 组分与组分43. 在液相色谱中,不会显著影响分离效果的是(B )A. 改变固定相种类B. 改变流动相流速C. 改变流动相配比D. 改变流动相种类44. 不是高液相色谱仪中的检测器是(B)A. 紫外吸收检测器B. 红外检测器C. 差示折光检测D. 电导检测器45. 在高效液相色谱仪中保证流动相以稳定的速度流过色谱柱的部件是(B)A. 贮液器B. 输液泵C. 检测器D. 温控装置46. 高效液相色谱、原子吸收分析用标准溶液的配制一般使用(A)水A. 国标规定的一级、二级去离子水B. 国标规定的三级水C. 不含有机物的蒸馏水D. 无铅(无重金属)水47. 高效液相色谱仪与普通紫外-可见分光光度计完全不同的部件是(A)A. 流通池B. 光源C. 分光系统D. 检测系统48. 符合吸收定律的溶液稀释时,其最大吸收峰波长位置(D)A. 向长波移动B. 向短波移动C. 不移动D. 不移动,吸收峰值降低49. 光学分析法中,使用到电磁波谱,其中可见光的波长范围为(B)A. 10~400nm;B. 400~750nm;C. 0.75~2.5mm;D. 0.1~100cm50. 棱镜或光栅可作为(C)A. 滤光元件B. 聚焦元件C. 分光元件D. 感光元件.51. 红外光谱法中的红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度,可以用来(A)A. 鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团与进行定量分析与纯度鉴定;B. 确定配位数;C. 研究化学位移;D. 研究溶剂效应.52. 某种化合物,其红外光谱上3000-2800cm-1,1460 cm-1,1375 cm-1和720 cm-1等处有主要吸收带,该化合物可能是(A)A. 烷烃B. 烯烃C. 炔烃D. 芳烃E. 羟基化合物53. 电磁辐射的微粒性表现在哪种性质上(B)A. 能量B. 频率C. 波长D. 波数54. 测定大气中的微量有机化合物(M大于400)首选的仪器分析方法是(A)A. GCB. ISEC. AASD. UV55. 测定试样中的微量金属元素首选的仪器分析方法是(C)A. GCB. ISEC. AASD. UV56. 直接测定鱼肝油中的维生素A首选的仪器分析方法是(D)A. GCB. ISEC. AASD. UV57. 近紫外区的波长是(B)A. 5~140pmB. 200~400nmC. 2.5~50umD.0.1~100mm58. 原子吸收分光光度计不需要的部件是(A)A. 比色皿B. 光栅C. 光电倍增管D. 光源59. 测定张家界树木叶片中的微量金属元素,首选的仪器分析方法是(C)A. GCB. ISEC. AASD. UV60. 下列分析方法中,可以用来分离有机混合物的是(B)A. 原子吸收光谱法B. 气相色谱法C. 紫外吸收光谱法D. 电位分析法61. 人眼能感觉到的光称为可见光,其波长范围是(C)A. 200—780nmB. 200—400nmC. 400—780nmD. 200—600nm62. 在光度测定中,使用参比溶液的作用是(C)A. 调节仪器透光度的零点B. 调节入射光的光强度C. 消除溶剂和试剂等非测定物质对入射光吸收的影响D. 吸收入射光中测定所不需要的光波63. 摩尔吸收系数k的物理意义是(C)A. 1mol有色物质的吸光度B. 1mol.L-1某有色物质溶液的吸光度C. 1mol.L-1某有色物质在1cm光程时的吸光度D. 2 mol.L-1某有色物质在1cm光程时的吸光度64. 紫外光度计的种类和型号繁多,但其基本组成的部件中没有(C)A. 光源B. 吸收池C. 乙炔钢瓶D. 检测器65. 原子吸收分析中光源的作用是(C)A. 提供试样蒸发和激发所需要的能量B. 产生紫外光C. 发射待测元素的特征谱线D. 产生具有足够浓度的散射光66. 原子吸收分析中,吸光度最佳的测量范围是(A)A. 0.1~ 0.5B. 0.01 ~ 0.05C. 0.6 ~ 0.8D. 大于0.967. 在原子吸收分光光度计中所用的检测器是(C)A. 吸光电池B. 光敏电池C. 光电管倍增管D. 光电管68. 气液色谱系统中,被分离组分的k值越大,则其保留值(A)A. 越大B. 越小C. 不受影响D. 与载气流量成反比69. 气液色谱系统中,被分离组分与固定液分子的类型越相似,它们之间(C)A. 作用力越小,保留值越小B. 作用力越小,保留值越大C. 作用力越大,保留值越大D. 作用力越大,保留值越小70. 固定相老化的目的是(C)A. 除去表面吸附的水分B. 除去固定相中的粉状态物质C. 除去固定相中残余的溶剂和其它挥发性物质D. 提高分离效能二、填空题1. 琼脂糖电泳用的缓冲液有TAE、TBE、TPE。
现代生物学仪器分析在生命科学研究中的应用
生命科学的发展与生物学仪器分析技术的进步密切相关,比如X射线晶体衍射对DNA双螺旋结构的发现起着至关重要的作用,而DNA双螺旋结构的发现奠定了现代分子生物学的基石,使微观世界的大门为我们敞开,让我们得以一窥微观领域的奇妙景象。
一代测序技术的问世使人类得以提前完成人类基因组计划,第二代,第三代测序技术的出现,不仅大大降低了测序成本,还大幅提高了测序速度,并且保证了高准确性,为现代生物学的研究提供了强有力的帮助。
诞生于上个世纪八十年代的生物质谱技术,为功能基因组,蛋白质组的研究奠定了基础。
随着科学技术的发展,更精确,更快速,选择性更高,灵敏度更高的分析仪器以及新的技术和新的方法会不断的涌现出来,从而加速生命科学研究的不断发展。
现代生物学仪器分析中有“四大谱”和“三大法”。
生物分子的结构分析最有效的方法就是“四大谱”:紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱。
而生物大分子结构测定的最重要和应用最广泛的“三大法”分为X射线晶体衍射分析、核磁共振波谱分析和冷冻电镜。
紫外可见吸收光谱是通过研究溶液中生物分子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收情况对生物分子进行定性、定量和结构分析的方法。
通常我们所说的紫外光谱其波长范围主要是为200~800nm。
由于不同物质的分子其组成和结构不同,它们所具有的特征能级也不同,其能级差不同,而各物质只能吸收与它们分子内部能级差相当的光辐射,所以不同物质对不同波长光的吸收具有选择性。
紫外可见吸收光谱应用广泛,不仅可进行定量分析,还可利用吸收峰的特性进行定性分析和简单的结构分析。
近年来,随着生命科学领域的发展,紫外可见吸收光谱在生命科学领域应用的越来越广泛。
比如利用紫外-可见吸收光谱对生物样品的定性分析,鉴定生物样品的种类、纯度等;还可以利用紫外-可见吸收光谱测定生物样品的浓度(蛋白质,核酸等)
红外—拉曼光谱在生命科学领域应用十分广泛,因为拉曼样品用量很少,不需要对生物样品进行固定、脱水、包埋、切片、染色、标记等繁琐的前处理程序,不仅操作简单,而且不会损伤样品从而能够获得样品最真实的信息。
另外,生物大分子多是处在水溶液中,研究它们在水溶液中的结构对于了解生物大分子的结构和性能的关系非常重要。
由于水的红外吸收很强,因此用红外光谱研究生物体系有很大局限性,而水的拉曼散射很弱,干扰小,而且单细
胞拉曼光谱能提供细胞内核酸、蛋白质等大量信息,可以在不损伤细胞的条件下对细胞分子结构变化进行动态监测。
核磁共振是指核磁矩不为0的核,在外磁场的作用下,核自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一特定频率的射频辐射的物理过程。
按照核磁共振所研究的样品体系,我们可以将核磁共振技术分为溶液高分辨核磁共振、固体核磁共振及核磁共振成像。
溶液高分辨核磁共振: 以溶液样品为研究对象,主要用于研究生物分子、药物分子和化学分子体系中的相关问题。
固体核磁共振: 以固体样品为研究对象,在材料研究以及高分子聚合物的分析中是不可缺少的研究手段。
核磁共振成像技术: 可用以获得人和动物体中各种器官以及骨骼的断面图像,现今已发展成为医学上重要的诊断工具。
三类核磁共振基于同一物理原理,但是实验技术各不相同,对实验样品制备也有各不相同的要求。
在溶液高分辨核磁共振研究中,八十年代以来,由于遗传工程和基因工程技术的迅速发展,使得蛋白质分子得以在体外大量表达,解决了蛋白质大分子样品的制备问题,促使溶液高分辨核磁共振实验方法朝多维核磁共振方向发展。
因而,目前已可用来确定分子量大到4万的蛋白质分子的溶液三维空间结构。
为我们在接近生理条件下,在溶液三维结构的基础上研究蛋白质结构与功能的关系提供了重要的研究手段。
以多组学技术为研究策略的一种系统生物学研究内容掀起了学术界的热潮,质谱技术以其快速、高灵敏度、高精确度的特点广泛应用于蛋白组学、代谢组学、糖组学等多组学的研究中,逐渐成为组学研究的核心技术。
通过质谱技术得到相关生物分子复杂的、庞大的数据,并对其进行高通量筛选,为蛋白质、氨基酸、小分子代谢物等的定性和定量研究提供快速方法,作为系统生物学的基础研究手段。
代谢组学主要通过质谱分析手段对生物系统基质中的小分子代谢物进行分析,最终回归到生物体的蛋白表达和基因组层面对其生物学功能进行验证。
系统生物学强调生物体的整体论,以生物系统的一类物质作为研究对象,以期能为整体生物扰动找到突破点,进而对其扰动机制进行研究,从而将生物分子与整体扰动联系起来,质谱技术作为两者关键的连接,为生命过程的研究提供准确、快速方案。
未来更高通量、快速的质谱技术可与精准诊疗技术结合为生命科学领域研究带来广阔前景。
质谱对于蛋白质组学,就像PCR对于基因组学一样重要。
目前在生命科学领域,常用质谱蛋白质组学来检测蛋白质相互作用,蛋白质的修饰及其修饰位点。
现代生物学仪器分析在生科科学领域发挥着不可替代的作用,
在科研过程中随处可见它们的身影。
在现代生物学仪器分析不断创新,不断进步的推动力下,生命科学领域也在不断前行!。