生物化學(xué)技術(shù)
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生物化學(xué)技術(shù)(biochemical techniques),用于生物化學(xué)大分子研究的獨(dú)特的分析、制備實(shí)驗(yàn)技術(shù),這些實(shí)驗(yàn)方法也是深入闡明疾病分子機(jī)理的重要手段。
近代生物化學(xué)研究的發(fā)展已從細(xì)胞水平、亞細(xì)胞水平,深入到生物大分子水平,甚至能研究分子內(nèi)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系,能進(jìn)行分子的改造和重建以改變生物性狀。生物化學(xué)研究的任一突破性進(jìn)展,無(wú)不與新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法的創(chuàng)建密切關(guān)聯(lián)。沒(méi)有超速離心技術(shù)的發(fā)展,具有生物學(xué)活性的亞細(xì)胞組分的分離是不可能的。電泳方法是一類重要的生物化學(xué)技術(shù),現(xiàn)在不僅能借電泳以分離制備較大規(guī)模的生物大分子,還能從單一樣品中,分辨出成百上千的不同蛋白質(zhì)組分或核酸片段。毛細(xì)管電泳的問(wèn)世,更使分析微量化到1nl水平。在臨床醫(yī)學(xué)中,電泳可幫助分析各種脂蛋白成分,使各種高脂蛋白血癥得以區(qū)別;以電泳分析同工酶成分或酶譜,得以區(qū)分其所來(lái)源的病變組織或疾病的不同發(fā)展階段。基因重組技術(shù)在生物科學(xué)中已掀起一場(chǎng)劃時(shí)代的革命?,F(xiàn)在在實(shí)驗(yàn)室里就可隨意剪切拼接基因,可人工合成基因,并將其引入細(xì)胞中以指導(dǎo)合成相應(yīng)的新蛋白質(zhì),改變細(xì)胞的遺傳性狀。臨床上已應(yīng)用基因探針以診斷某些遺傳性疾病、惡性腫瘤和乙型肝炎等。
生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的主要特點(diǎn)是:①操作溫和,使對(duì)所研究組分的天然結(jié)構(gòu)和功能的損害,盡可能減少至最小。②微量或痕量分析,低達(dá)ng或pg水平;或大量分離制備,高達(dá)公斤級(jí)。③分辨率高,可明確區(qū)分結(jié)構(gòu)或性質(zhì)極其相似的物質(zhì)。
重要的現(xiàn)代生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),按其目的和性質(zhì)大致可分為三大類。
一是按不同的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析鑒定和分離制備,其中又可分為五類:①根據(jù)分子的大小進(jìn)行分辨者,有凝膠過(guò)濾法、超速離心法、超濾法、 SDS電泳分析等。②根據(jù)分子荷電情況進(jìn)行分辨者,有等電聚焦電泳法、離子交換層析法等。③根據(jù)吸收光譜和放射性等性質(zhì)進(jìn)行分辨者,有紫外/紅外/熒光分光光度法、X射線結(jié)構(gòu)分析法、電子順磁共振,電子自旋共振和核磁共振法,以及放射性核素示蹤和放射免疫分析法等。④根據(jù)疏水相互作用或氫鍵形成的引力進(jìn)行分辨者,有反相高效液相層析、分子雜交技術(shù)等。⑤根據(jù)特異相互作用進(jìn)行分辨者,有親和層析、免疫化學(xué)分析法等。
二是經(jīng)一系列不同的化學(xué)和物理方法處理,以求得差異分辨,或按指令合成不同的高分子物質(zhì)。如氨基酸序列分析和序列合成、核苷酸序列分析和序列合成等。
三是有目的地對(duì) DNA進(jìn)行剪切拼接,引入細(xì)胞中的DNA重組技術(shù)(或分子克隆技術(shù))和單克隆抗體技術(shù)等。
為使這些生物化學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效自動(dòng)化、靈敏精確重復(fù)性好、特異性高,人們?cè)O(shè)計(jì)了一系列有微機(jī)控制的高性能儀器,使生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)更臻完美。必須強(qiáng)調(diào)指出的是,技術(shù)方法是十分重要的實(shí)驗(yàn)手段,但更重要的是科學(xué)家運(yùn)籌帷幄的戰(zhàn)略設(shè)計(jì)。只有巧妙地利用不同的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),方能達(dá)到預(yù)期的研究目的。
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