第三章 生化过程参数相关分析原理
生化的检测原理和方法
生化的检测原理和方法
生化的检测原理和方法是通过测量生物体内相关物质或生物过程的变化来判断生物体的健康状况或病理状态。
生化检测的原理主要有以下几种：
1. 化学法：利用化学反应来检测生物体内的化学物质浓度变化。
例如，酶促反应法可以测量血糖、血脂等物质的浓度。
2. 免疫学法：利用抗原与抗体的特异性结合来检测相关物质的存在。
例如，酶联免疫吸附试验（ELISA）可以检测病原体、
药物、激素等的浓度。
3. 光谱法：利用物质对光的吸收、散射或发射特性进行测定。
例如，紫外可见光谱可以测定蛋白质、核酸等的浓度。
4. 电化学法：利用电流、电位等电化学参数来检测生物体内活性物质的浓度变化。
例如，电化学法可以测定电解质、肝功能、心肌损伤等指标。
而生化检测的方法通常包括以下几个步骤：
1. 采集样本：一般通过采血、尿液、体液等方式采集样本。
2. 样本预处理：对采集到的样本进行处理，如离心、滤过、稀释等，以得到合适的测试样品。
3. 加入试剂：将样品与相应的试剂进行反应，触发化学、生物或免疫反应。
4. 测量结果：利用相应的仪器设备对反应后的样品进行测量，如光谱仪、分光光度计、电化学分析仪器等。
5. 分析结果：根据测量结果，与参考范围或标准曲线对比，来评估样品中所测定物质的浓度。
6. 结果判读：将分析得到的结果与相关的疾病诊断标准进行比
对，判断生物体的健康状况或病理状态。
总之，生化的检测原理和方法通过测量生物体内相关物质或生物过程的变化，利用化学、免疫学、光谱学等原理，通过一系列的采集、处理、反应和测量等步骤来进行。
生化原理知识点总结归纳
生化原理知识点总结归纳生化原理是生物化学的一个分支，它研究了生物体内发生的各种生物化学过程，包括细胞代谢、蛋白质合成、酶的作用、代谢产物的生成等。
生化原理对于理解生物学的基本规律，揭示生命活动的机制，为医学、农业、食品科学等领域提供了理论基础。
本文将详细总结生化原理的相关知识点，并进行归纳总结。
1. 细胞代谢细胞代谢是生物体内广泛进行的一系列生化反应，包括合成代谢和分解代谢两个方面。
合成代谢是指细胞内有机物的合成，包括蛋白质合成、脂肪合成、核酸合成等过程；分解代谢是指细胞内有机物的分解，包括糖原分解、脂肪分解、蛋白质分解等过程。
细胞代谢对于维持生物体内稳态具有重要作用，它能够为细胞提供能量和原料，维持细胞内环境的稳定。
2. 蛋白质合成蛋白质是生物体内最重要的有机物之一，它们是构成细胞器官、代谢酶、抗体等物质的基础。
蛋白质的合成是一个复杂的生化过程，包括转录和翻译两个阶段。
转录是指在细胞核内DNA模板的基础上合成mRNA的过程，翻译是指在细胞质中用mRNA作为模板合成蛋白质的过程。
蛋白质的合成是细胞内最重要的生化过程之一，它能够提供细胞所需的各种功能蛋白质，维持细胞正常的生理功能。
3. 酶的作用酶是生物体内具有催化作用的生化分子，它能够降低生化反应的活化能，提高反应速率。
酶的作用对于生物体内各种生化过程至关重要，它能够促进代谢反应的进行，维持细胞内的稳态。
酶的活性受到多种因素的调控，包括温度、pH值、底物浓度、酶抑制剂等。
酶的活性调控在细胞代谢中具有重要意义，它能够使代谢反应与细胞需求相适应。
4. 代谢产物的生成细胞代谢产物的生成是细胞代谢的重要结果之一，包括ATP、有机酸、氨基酸、醇类等。
这些代谢产物对于细胞的正常功能具有重要作用，它们能够提供细胞所需的能量和原料。
代谢产物的生成受到细胞内各种酶的调控，它能够维持细胞内代谢反应的正常进行，维持细胞内环境的稳定。
5. 酶促反应速率的影响因素酶促反应速率是指酶催化反应进行的速率，它受到多种因素的影响。
最新生化过程参数的检测和控制
反应液中pH值的控制方法
1.调节培养基中的原始pH值，或加入缓冲溶液制成缓冲能力 强、pH值变化不大的培养基。
2. 可在反应过程中加入弱酸或弱碱进行pH值的调节，进而合 理地控制发酵条件，也可通过调整通风量来控制pH值。
3. 进行补料，既调节了培养液的pH值，又可补充营养，增加 培养液的浓度和减少阻遏作用，进一步提高产率。
4. 采根用会酸引性起铵发盐酵作液为中氮的源pH时值，下由降于，N在H培4+被养利液用中后可，加剩入下碳的酸酸钙 来调节pH值。
5. 根据pH值的变化可用流加氨水的方法来调节，同时又可把 氨水作为氮源供给。
微生物反应过程产生泡沫的原因
1. 由外界引进的气流被机械地分散形成 2. 反应过程产生的气体聚结生成的泡沫 培养基的物理化学性质对泡沫形成的表面现象起 决定作用，此外，培养基的温度、酸碱度、浓度 等对过程的泡沫也有一定的影响。培养基中的蛋 白质含量越多，反应液的黏度也越大，越容易起 泡，泡沫多而且持久稳定。
24.12.2020
2
引起反应液pH 值下降的主要原因有
1.培养基中的碳/氮比例不当，碳源过多，特别是葡萄 糖过量或者中间补糖过多或溶解氧不足，致使糖等物质 氧化不完全，培养液中有机酸会大量积累，从而使pH值 下降 2. 消泡油加得过多； 3. 微生物生理性物质的存在，使pH值下降。
引起反应液 pH值上升的主要原因有：
液位电极控制消泡剂的流加 液位电极是根据空气与带有发酵液的泡沫 导电率不同的原理制造。 采用双位式的控制方法，当反应物液面达 到一定的高度时，自动打开消泡剂的阀门， 当液面降回到正常时，自动关闭消泡剂的 阀门。
生化分析技术的种类及其原理
生化分析技术的种类及其原理生化分析技术是一种广泛应用于生物领域的技术，主要通过对生物体内化学反应进行分析，来揭示生物体的结构、功能和代谢情况等。
现代生化分析技术种类繁多，不同的技术具有不同的优劣点和适应范围。
下面我们将逐一介绍常用的生化分析技术及其原理。
1.光度法光度法是一种常见的分析技术，主要通过测量溶液的吸光度来判断其中某一化学组分的含量。
光度法的原理是，当光通过含有溶质的溶液时，会被溶质吸收，而溶质吸收光的强度与其浓度成正比。
根据这个原理，可以通过比较不同溶液吸收光的强度来计算其中化学物质的含量，从而实现溶液中某个成分的量的测定。
2.比色法比色法也是一种利用溶液的吸光度进行分析的技术，与光度法相似。
比色法的原理是，溶液的吸光度与其中每个化学物质的浓度成正比，如果对比溶液的吸光度，就可以计算出其中某种化学成分的含量。
因此，比色法常常被用来检测蛋白质的含量。
3.电泳电泳技术也是生化分析中的一种重要方法，它是利用物质在电场中的迁移速度差异来对不同物质进行分离和分析。
特别是在蛋白质分析中，电泳技术被广泛应用。
电泳技术的原理是，将物质置于电场中，不同量、不同形状、不同电荷的物质会受到不同的电场作用力，从而在分析设备中产生运动。
这种运动的速度取决于物质的大小和电荷，因此，不同的物质会在电泳中分别移动到不同位置，从而实现它们的分离和测定。
4.高效液相色谱高效液相色谱是生化分析中的一种复杂的技术，它通过利用液相在调节压力、流速和溶液种类等条件下尽可能快地流过反应器，从而实现对物质的快速分离。
高效液相色谱的原理是，将物质溶于某种溶剂中，然后通过某种色谱柱对其进行分离，从而实现样品的分离和定量分析。
高效液相色谱技术可以快速、准确地分离样品中的化合物，是当前生化分析中使用最广泛的技术之一。
以上就是生化分析技术的一些种类及其原理的介绍。
当然，目前在生化分析技术中，各种技术是互相结合使用的。
另外，由于生化分析技术通常需要更专业的设备和人员较高的技能水平，因此普通人不要随意尝试。
生化每章知识点总结归纳
生化每章知识点总结归纳第一章：蛋白质的合成与结构本章主要介绍了蛋白质的合成与结构。
蛋白质是生物体内最为重要、最为复杂的一类有机化合物，是构成细胞结构，参与细胞代谢、调节机体生理功能等各种生命活动的关键物质。
蛋白质合成包括转录和翻译两个阶段。
转录是指将DNA上的具体基因转录成mRNA，而翻译则是将mRNA上的密码子翻译成氨基酸序列，合成具体的蛋白质。
蛋白质的结构主要包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是指氨基酸序列，二级结构是指α-螺旋和β-折叠，三级结构是指蛋白质分子的立体构象，四级结构是指多肽链之间的相互作用。
第二章：酶的结构、功能和应用本章主要介绍了酶的结构、功能和应用。
酶是生物体内催化生物化学反应的生物催化剂，能够加速化学反应的速率，而不改变反应的热力学性质。
酶的结构主要包括酶的活性中心和辅基团。
酶的活性中心是其催化作用的关键部位，而辅基团则是在酶的构象和功能中扮演重要角色的组织。
酶的功能主要包括底物特异性、催化速率和酶的调节。
底物特异性是指酶对底物的选择性，催化速率是指酶对底物的反应速率，而酶的调节是指酶在生物体内活性的调节。
酶的应用主要包括在医药、食品、工业、环境保护等领域的应用。
第三章：脂肪酸、三酰甘油和脂质膜本章主要介绍了脂肪酸、三酰甘油和脂质膜。
脂肪酸是由羧基和长链碳水化合物构成的脂肪酸，是构成三酰甘油和磷脂等脂质的基本组成部分。
三酰甘油是由三个脂肪酸和一个甘油分子经酯化反应而成，是储存体内能量的主要途径。
脂质膜是由脂质和蛋白质构成的生物膜结构，是生物体内细胞结构的基本单位，具有选择透过性和双层膜状结构。
第四章：核酸的结构与功能本章主要介绍了核酸的结构与功能。
核酸是生物体内存储和传递遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA两种类型。
DNA是双螺旋结构的分子，能够稳定地存储生物体内的遗传信息，而RNA则是单链结构的分子，参与了蛋白质的合成和其他生物化学反应。
核酸的功能主要包括遗传信息传递和细胞代谢调控。
生化检验讲课课件
生化检验讲课课件一、教学内容本节课选自《临床生物化学检验》教材第三章《血液生化指标的测定》，详细内容主要包括：血糖、血脂、肝功能、肾功能等指标的测定原理、方法及其临床意义。
二、教学目标1. 理解并掌握血糖、血脂、肝功能、肾功能等生化指标的基本概念和临床意义。
2. 学习并掌握相关生化检验方法的基本原理和操作步骤。
3. 能够运用所学知识，分析并解决实际临床检验中遇到的问题。
三、教学难点与重点教学难点：生化检验方法的原理和操作步骤，尤其是误差分析和质量控制。
教学重点：血糖、血脂、肝功能、肾功能等生化指标的临床意义及其测定方法。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、生化检验操作视频、案例讨论素材。
五、教学过程1. 导入：通过一个临床案例，引发学生对生化检验在实际诊断中作用的思考。
2. 理论讲解：a. 血糖、血脂、肝功能、肾功能等生化指标的基本概念。
b. 各项指标的临床意义和测定原理。
3. 实践操作：a. 演示生化检验操作流程，讲解注意事项。
b. 学生分组讨论，分析实验过程中可能出现的误差及其原因。
4. 例题讲解：通过典型例题，让学生更好地理解和运用所学知识。
5. 随堂练习：设计相关题目，检验学生对知识点的掌握程度。
六、板书设计1. 生化检验概述a. 定义b. 分类2. 常见生化指标a. 血糖b. 血脂c. 肝功能d. 肾功能3. 生化检验方法a. 原理b. 操作步骤c. 质量控制七、作业设计1. 作业题目：a. 解释血糖、血脂、肝功能、肾功能等生化指标的临床意义。
b. 列出生化检验操作流程，并分析可能出现的误差。
2. 答案：a. 血糖、血脂、肝功能、肾功能等生化指标的临床意义见教材。
b. 生化检验操作流程及误差分析见教材和课堂讲解。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果，学生的掌握程度，教学方法的适用性。
2. 拓展延伸：a. 了解生化检验新技术、新方法。
b. 探讨生化检验在临床诊断中的发展趋势。
生化分析仪检测原理
临床生化分析仪最常使用的是——分光光度法
分光光度法——是通过测定被测物质在特定波 长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质 进行定性和定量分析的方法。
分光光度计组成
光源 样品池
滤光器
记录装置
检测器
单色器
光吸收曲线
溶液对不同波长光的吸收程度，通常用光吸收曲线来描述。
在分光光度法中, 以吸光度为纵坐标, 以 波长为横坐标作图可得 光吸收曲线。
响检测结果的因素 临床诊断：多发性骨髓瘤
另：胰岛素与低血糖、病人输注药物对结果的影响
检验项目间的内在联系
各检测参数间存在大小、比例、逻辑关系 例：TC > HDL-C+LDL-C、
TBI> DBI CK > CK-MB LDH>α-HBDH
影响检验结果的因素
试剂线性范围：
了解检验项目试剂的线性范围，对 超过或低于范围的项目，必须进行相应的减量 稀释或增量后重新测定。
吸光系数法
➢ 吸光系数法又称绝对法，是直接利用朗伯-比尔定律的数
学表达式A＝Kbc进行计算的定吸光系数
或
E
1% 1cm
,并
在相同条件下测量样品溶液的吸光度A，则其浓度为：
c A L
或
A
E 1% 1cm
L
检测方法
1.终点法 2.固定时间法 3.连续监测法
➢ 标本溶血会使K+、ALT、AST、LDH等检验结果 显著升高
➢ 抗凝剂的错误使用
仪器性能影响
仪器老化、故障、清洗管道堵塞、水质不纯等 均会对检验结果造成影响 光路老化：表现为CK-MB,ALP,ALT、AST等项目 结果重复性较差 水质不纯、反应杯清洗不干净：表现为无机物 质结果不准
生化分析仪原理
生化分析仪原理
生化分析仪原理是通过检测样品中的生化成分来分析其组成和浓度。
通常，生化分析仪原理基于特定的生化反应和传感技术。
首先，生化分析仪会将样品与特定的试剂反应，产生可测量的信号。
这些试剂可以是酶、抗体、底物等，根据需要选择。
试剂与样品反应后，会产生一个可见的变化，例如颜色的变化或发光的产生。
接下来，生化分析仪会利用传感技术来测量产生的信号。
常见的传感技术包括光学、电化学、生物传感等。
光学传感技术基于测量光的吸收、散射、透射等特性，通过光源、光学滤波器、检测器等组件来测量样品反应后的光信号。
电化学传感技术基于测量电流、电压等特性，通过电极和电化学反应来测量样品的电信号。
生物传感技术利用生物分子的特异性识别和相互作用，例如抗体与抗原的结合，来测量样品的生物信号。
最后，生化分析仪会将测得的信号转化为样品中生化成分的浓度或含量。
这个过程需要事先校准仪器，通过标准样品的测量来建立测量信号与目标分析物浓度之间的关系。
根据事先设定的校准曲线，生化分析仪可以准确计算出样品中各种生化成分的浓度。
人体生化过程分析
人体生化过程分析人体是一个复杂而精密的生物机械系统，拥有多种生化过程来维持生命的正常运行。
这些生化过程包括新陈代谢、细胞信号传导、酶催化反应等等。
本文将对人体生化过程进行分析，以便更好地理解人体的生理功能。
一、新陈代谢新陈代谢是指细胞内物质转化和能量交换的过程。
它包括两个主要部分：合成代谢（合成新的有机物）和分解代谢（分解有机物以生成能量）。
合成代谢包括蛋白质合成、核酸合成和脂肪合成等，而分解代谢主要是指有机物的降解，产生能量供给细胞。
二、细胞信号传导细胞信号传导是指细胞之间或细胞内部的信息传递过程。
它通过信号分子与细胞膜上的受体结合，触发一系列的信号传递途径，最终影响细胞功能。
这些信号传递途径包括细胞内钙离子浓度的变化、蛋白质激酶级联反应等。
细胞信号传导在维持细胞内环境稳定、调节细胞增殖和分化等方面起着重要作用。
三、酶催化反应酶是一类具有催化作用的蛋白质，能够加速化学反应的速率而不参与反应本身。
生物体内的代谢反应大部分都需要酶的参与。
酶催化反应通过降低反应物的活化能，在温和条件下使反应更容易发生。
酶可通过与底物结合形成酶-底物复合物，从而促进反应顺利进行。
人体生化过程的研究对于理解人体健康和疾病的发生机制具有重要意义。
通过深入了解人体新陈代谢、细胞信号传导和酶催化反应等生化过程，我们可以更好地了解疾病发生的原因，并开发相应的治疗方法。
总结起来，人体的生化过程是一个复杂而精密的系统，包括新陈代谢、细胞信号传导和酶催化反应等多个方面。
这些生化过程相互作用，协同完成人体生理功能。
通过深入研究这些生化过程，我们可以更好地理解人体的运作机制，并为人体的健康提供更有效的治疗方法。
生化仪方法及参数设置有关的知识
方法及参数有关的知识1、导向知识:生化分析仪的基本原理是分光光度计,或者俗称比色计.分光光度计的依据是“朗伯—比尔定律”。
朗伯—比尔定律阐述了液体吸光度与液体浓度的关系，并且引申出相应的公式及推导公式。
吸光度越高,溶液的色度也就越深,反之越浅。
当然前提是同波长下.一般来说,生化反应把吸光度增加的叫做正反应，或者叫做上升反应，色度越来越深；吸光度下降的反应叫做负反应或者下降反应，色度越来越浅.应用和维修的界限其实很难划分，一般来说操作问题属于应用，故障属于维修。
但结果问题有可能是应用问题，也有可能是故障，所以生化仪区分应用和维修我认为纯属找麻烦。
2、生化的测试方法:从分光光度计的方法来说,有透射和散射两种方法,生化仪只用到透射法，因为它只有一套光路。
贝克曼的自有机型和特定蛋白仪及免疫类血凝类设备，还增加有散射法等等.生化的测试方法只有两种，那就是终点法和速率法，其余方法都是衍生法。
而单试剂或者双试剂与否与方法关系不大，只跟衍生法有关。
2。
1 终点法顾名思义，在反应终点进行吸光度测定的方法，其衍生方法有一点终点法，对应单试剂;两点终点法对应双试剂.还有一些相关的概念:试剂空白、血清空白。
先声明一下，下面出现的所有例图都是选自日立、奥林巴斯、东芝、拜耳这些生化仪的手册，选择的目的一是有代表性，而是清晰度好，并非我个人有所倾向。
2。
2 一点终点法：也就是单试剂采用的方法.这是奥林巴斯的曲线示意图,它是R1+S方式，所有生化仪都是以样本S的加入为正式读点的开始，之前加入的试剂读点都为0或负数。
所有试剂和样本加入后，都进行搅拌。
上图中R1加入搅拌后进行第一个读点吸光度测试,读点编号为0，然后加入样本再次搅拌开始正式读点1-27。
而测试读点是27，也就是反应终点。
当然，不一定非要到最后一个读点，很多蛋白反应速度很快,几分钟就到达终点，所以根据情况设置。
奥林巴斯的机型算是一类机型,与贝克曼自有机型类似，R和S间隔读点，也正是这个特性引发了试剂空白和血清空白的应用。
生化分析仪原理
生化分析仪原理生化分析仪是一种用于分析生物体内化学成分的仪器，它可以用于临床诊断、科研实验以及生产过程中的质量控制。
生化分析仪的原理是基于生物化学反应和物理化学性质的测定，通过对样品中的生化成分进行定量或半定量的分析，从而得到有关生物体内化学过程的信息。
本文将介绍生化分析仪的原理及其应用。
生化分析仪的原理主要包括样品处理、反应检测和数据分析三个部分。
首先，样品处理是生化分析的第一步，它包括样品的采集、制备和预处理。
样品的采集通常是通过采集血液、尿液、组织等生物样品，然后将样品进行制备和预处理，以提取出需要分析的生化成分。
其次，反应检测是生化分析的关键步骤，它是通过生化反应来检测样品中的生化成分。
生化反应可以是酶促反应、免疫反应、化学反应等，通过不同的反应方式可以检测到不同的生化成分。
最后，数据分析是生化分析的最后一步，通过对反应产生的信号进行测定和分析，得到样品中生化成分的浓度或含量。
生化分析仪的应用非常广泛，它可以用于临床诊断，例如检测血液中的葡萄糖、脂质、蛋白质等生化成分，从而帮助医生进行疾病诊断和治疗。
此外，生化分析仪还可以用于科研实验，例如研究生物体内生化代谢的规律和机制，探索疾病的发生发展过程等。
另外，生化分析仪还可以应用于生产过程中的质量控制，例如食品工业中对食品成分的分析，药品工业中对药物成分的检测等。
总之，生化分析仪是一种基于生物化学反应和物理化学性质的测定原理的仪器，它可以用于分析生物体内的化学成分，具有广泛的应用价值。
通过对样品的处理、反应检测和数据分析，生化分析仪可以得到有关生物体内化学过程的信息，为临床诊断、科研实验以及生产过程中的质量控制提供重要的技术支持。
希望本文的介绍可以帮助大家更好地了解生化分析仪的原理及其应用。
生化检测基础
关爱爱生生命命创创新新无无限限关生化检测常识目录第一章生化检测基本常识 (2)第二章常规生化检测项目简介 (2)第三章生化仪参数测量原理 (3) (5) (6) (9) (10)3.6 定标参数和浓度的计算 (17)第四章几个重要概念5．1试剂空白 (21)5．2样本空白 (21)5．3水空白 (21)5．4样本 (21)5．5质控物质 (21)5．6底物控制 (21)第一章生化检测基本常识生化检测是医院检验科（或化验室）常用的检测手段，通常以人的血清为标本，通过测量血清中各生化成份的含量，为临床诊断提供依据。
一般要求病人空腹时采静脉血（全血）。
全血经过离心机离心，分层为血清和血细胞，正常情况下，上层颜色浅且透明（血清），下层颜色深且不透明（血细胞）。
有的血清较为特殊，或分层不明显（融血），或血清不透明（脂血，呈牛奶状）。
第二章常规生化检测项目简介◆丙氨酸氨基转移酶（ALT）：又称为谷丙转氨酶（GPT）是衡量肝功能的重要指标，许多低端医疗机构在做体检时仅测此一项生化项目。
正常人一般在40U/L以内。
干粉试剂复溶后为单试剂，液体试剂一般为双试剂，应用动力学法可计算结果。
◆蛋白：通常测白蛋白（ALB）和总蛋白（TP），终点法。
一般用单试剂，有的TP试剂为双试剂，可用两点终点法测。
蛋白质是血清的主要成份，大部份由肝细胞合成。
通过蛋白的测定可以协助某些疾病的诊断。
◆血糖：mmol/L。
市场上单、双试剂的商品化试剂盒都有，可用终点法（单试剂）或两点终点法测量（双试剂）。
◆门冬氨酸氨基转移酶（AST）：又称为谷草转氨酶（GOT），主要用于心肌和肝胆疾病及骨骼肌病的诊断。
是肝功能测试的常用指标之一。
正常人一般在40U/L以内。
同ALT一样，无论单、双试剂，用动力学法可计算结果。
◆碱性磷酸酶（ALP）：主要用于肝胆疾病及骨骼病的诊断。
是肝功能测试的常用指标之一。
正常人一般在240U/L以内。
用动力学法计算结果。
实验室生化反应原理及应用
实验室生化反应原理及应用生化反应是指在生物体内发生的化学反应。
生物体内的所有化学反应都需要通过生化反应来完成。
生化反应主要包括合成代谢和分解代谢两个过程。
生物体内的合成代谢是指生物体通过生化反应合成新物质，如合成蛋白质、核酸、糖类等。
合成代谢可以分为两种：同化和异化。
同化是指生物体通过化学反应将小分子物质合成为大分子物质，如合成蛋白质的转录和翻译过程。
异化是指生物体通过化学反应将大分子物质分解为小分子物质，如葡萄糖分解。
生物体内的分解代谢是指生物体通过生化反应分解有机物质释放能量，如蛋白质、糖类和脂类的分解。
在分解代谢中，有机物质经过一系列生化反应逐步分解为二氧化碳和水，并释放出能量。
这个过程称为细胞呼吸。
生化反应在生物体内有着广泛的应用。
其中一个应用是DNA分析。
DNA是生物体内含有遗传信息的分子，在DNA分析中可以通过生化反应来扩增特定的DNA片段，以便进行遗传基因的研究和细胞诊断。
DNA分析被广泛应用于法医学、人类遗传学和动植物遗传改良等领域。
另一个应用是生物传感器。
生物传感器是一种使用生化反应转化生物体内信息的装置。
通过生化反应，生物传感器能够检测到包括酸碱度、温度、气体、离子浓度等多种生物参数。
生物传感器在医疗、环境监测和食品安全等领域有着广泛的应用。
此外，生化反应在生物制药中也有重要应用。
生物制药是指利用生物体制造药物的过程。
通过对生化反应的研究，科学家们可以生产出各种重要的药物，如抗生素、激素、酶类药物等。
生物制药在医疗领域有着重要的意义，可以有效治疗多种疾病。
总之，生化反应是生物体内化学反应的总称，包括合成代谢和分解代谢两个过程。
生化反应在DNA分析、生物传感器和生物制药等领域有着广泛的应用。
通过对生化反应原理的研究，我们可以更好地理解生物体内的化学反应，并将其应用于解决实际问题。
生化的检验原理
生化的检验原理生化检验原理是通过检测人体内各种生物化学物质的含量和功能状态，从而评估个体的健康状况和疾病发展情况的一种方法。
生化检验依靠现代化学、生物学和仪器设备等科学技术手段，通过对血液、尿液、组织等样本中的各种生物化学物质进行定性和定量的分析，来判断人体内部在生化方面的运转是否正常。
生化检验原理主要分为两方面：定性分析和定量分析。
定性分析是通过检测样本中特定的物质或某些特征来判断样本的健康状态和病理情况。
定量分析则是通过测定样本中特定物质的浓度或活性水平来确定其在体内的变化或浓度，从而对疾病状态进行评估。
在生化检验中，常用的样本包括血液、尿液、体液和组织等，这些样本中含有大量的代谢产物、酶、激素、蛋白质等。
这些生物化学物质在不同疾病状态下会出现相应的变化，通过检测这些变化，可以对疾病的发展情况进行判断。
生化检验常用的方法包括酶测定、电解质测定、蛋白质分析、糖类测定、肝功能和肾功能测定、血脂分析等。
这些检测方法基于不同物质的特性和反应原理进行设计。
例如，酶测定使用酶促反应原理，通过测定特定酶的活性来反映相关疾病的发生和发展情况。
电解质测定是通过测定血液或尿液中的阳离子和阴离子的浓度来判断水电解质平衡是否正常。
蛋白质分析则是通过测定血液中各种蛋白的含量和结构来评估炎症反应和肾功能等。
除了常规的生化检验指标外，还有一些特殊的生化检验方法。
例如，核酸测定是通过测定DNA或RNA的含量和序列来判断遗传性疾病或感染状态。
免疫学检验则是利用抗原抗体反应原理，通过检测血液中的特定抗体或抗原来判断某些慢性感染性疾病的存在与否。
代谢物检测是通过测定血液或尿液中代谢产物的含量来评估人体新陈代谢情况和某些疾病的发展。
生化检验在临床诊断中起着重要作用，不仅可以用于疾病的诊断和治疗，还可用于监测疾病的疗效和预防疾病的发生。
然而，生化检验也存在一些局限性，例如受样本质量、存储条件和操作技术等因素的影响，结果可能产生一定的误差。
生化分析中测量的原理
生化分析中测量的原理
生化分析中常用的测量原理包括光度法、柱层析法、电化学法、质谱法和核磁共振法等。
1. 光度法：通过测量溶液中吸收或透射的光量来确定化学物质的浓度。
常用的光度法包括分光光度法、荧光法和比色法。
2. 柱层析法：利用化合物在固定相上的分配和分离特性进行分析。
可以根据不同物质在柱层析中的保留时间来确定其含量。
3. 电化学法：通过测量化学反应中的电荷转移或电流的变化来确定化学物质的浓度。
常见的电化学分析方法包括电位滴定法、电位法和电流法等。
4. 质谱法：通过将化学物质转化成离子并对其进行质量分析来确定物质的组成和结构。
质谱法主要包括质谱仪和质谱图谱分析。
5. 核磁共振法：利用原子核在强磁场中的共振性质进行分析。
通过对物质核磁共振信号的测量和分析，可以确定物质的分子结构和化学环境。
生化反应动力学参数设计
生化反应动力学参数设计生化反应动力学是研究生物化学过程中化学反应速率随时间变化的科学分支。
确定生化反应动力学参数是设计、优化和控制生物化学过程的关键步骤，它们可以帮助我们了解和调节生物反应器内的反应速率和产物生成。
1. 反应速率常数（k）反应速率常数（k）是衡量反应速率的无量纲数量。
它是描述反应速率和浓度之间关系的重要参数。
确定合适的k值对于生化反应的合理设计和控制至关重要。
通常，可以使用实验方法来测定k值，如连续稀释法或批量实验。
一些重要的因素需要考虑在内，包括温度、基质浓度、生物催化剂的参与等。
2. 反应级数（n）反应级数（n）描述了生化反应速率与底物浓度之间的关系。
它可以是整数或小数，代表反应速率对底物浓度的敏感程度。
n值被称为反应级数指数。
它可以通过实验方法来确定，例如利用连续稀释法或批量实验来测量底物浓度的变化与反应速率的变化之间的关系。
3. 活化能（Ea）活化能（Ea）是描述反应势能垒高低的参数。
它反映了反应的受环境条件限制的程度。
具有较低活化能的反应通常更快，反应速率更高。
为了控制生物化学过程，我们需要确定适当的活化能，以加快或减慢反应速率。
活化能可以通过实验方法来确定，如测量不同温度下反应速率的变化。
4. 底物抑制常数（Ki）底物抑制常数（Ki）用于描述底物对生化反应速率的抑制程度。
当底物浓度超过一定阈值时，反应速率开始减慢。
确定适当的Ki值可以帮助我们预测和控制底物的浓度范围，以保持反应速率稳定。
一种常用的方法是通过批量实验来测量底物浓度与反应速率的关系。
5. 反应动力学模型选择在生化反应动力学参数设计中，选择适当的反应动力学模型非常重要。
常见的生化反应动力学模型包括麦克马斯-蒙德模型、米高斯-明契洛夫模型等。
这些模型可以根据实验数据来拟合，并用来预测反应速率和底物浓度之间的关系。
选择合适的模型可以提供准确的参数估计和反应预测。
总结起来，生化反应动力学参数设计是实现生物化学过程的关键步骤之一。
生化检测原理
生化检测原理生化检测是一种通过检测生物体内部化学成分和代谢产物来评估生物体生理状态和健康情况的技术。
它在医学诊断、生物学研究和食品安全等领域有着广泛的应用。
生化检测原理主要包括样本采集、实验操作和数据分析三个方面。
首先，样本采集是生化检测的第一步。
不同的检测项目需要不同的样本，常见的样本包括血液、尿液、唾液、组织等。
在采集样本的过程中，需要严格遵循操作规程，保证样本的纯净和完整。
样本的质量直接影响后续实验结果的准确性，因此样本采集是生化检测中至关重要的一环。
其次，实验操作是生化检测的核心环节。
在实验操作中，常用的技术包括光度法、比色法、电化学法、质谱法等。
这些技术能够对样本中的化学成分进行定量或定性分析，从而得出相关的生化指标。
实验操作需要严格控制各项条件，包括温度、pH值、反应时间等，以确保实验结果的准确性和可靠性。
最后，数据分析是生化检测的最后一步。
在实验操作得到的数据中，通常会有大量的信息需要整理和分析。
数据分析的方法包括统计学方法、生物信息学方法、机器学习方法等。
通过对数据的分析，可以得出样本的生化指标，比如血糖浓度、蛋白质含量、酶活性等，从而评估生物体的生理状态和健康情况。
总的来说，生化检测原理涉及了样本采集、实验操作和数据分析三个方面，每个环节都至关重要。
只有严格按照操作规程进行样本采集，精确进行实验操作，合理进行数据分析，才能得到准确可靠的生化检测结果。
生化检测技术的不断发展和完善，为人类健康和生命安全提供了重要的保障。
希望未来能够有更多的科研人员投入到生化检测技术的研究和应用中，为人类健康事业做出更大的贡献。
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6 生化过程的检测与控制
代谢曲线对照
7 生化过程的检测与控制
3.1 参数相关基本特性
定义：各种直接参数、间接参数以及实验室手 定义 工参数随着发酵过程的进行而变化，并且 参数间发生某种耦合相关。 原因： 原因：生物反应器中物料、能量或信息传递、 转换以及平衡或不平衡的结果。
8 生化过程的检测与控制
20 生化过程的检测与控制
补糖与氮源的利用关系
21 生化过程的检测与控制
呼吸商(RQ)变化的生物学意义
• 表征不同的代谢途径 • 厌氧代谢、耗氧代谢 • 不同的耗氧代谢途径间的差异 • 表征不同的基质利用情况 • 基质还原性强与弱的差异
22 生化过程的检测与控制
多基质利用的参数相关变化
23 生化过程的检测与控制
发酵过程检测参数的特性
• 所检测到的参数均是动态平衡的结果 • 检测参数 = 供给 — 消耗 • 残留基质浓度对代谢的影响 • 限制性基质的概念
10 生化过程的检测与控制
发酵过程参数相关分类
• 理化相关
纯属物质理化性质变化所引起的参数相关
• 生物相关
生物相关是指通过生物细胞的生命活动所引 起的参数之间耦合相关
第三章 生化过程参数相关 分析原理
1 生化过程的检测与控制
基本方法
●
基于参数相关的发酵过程多水平(尺度)问 题研究的优化技术 发酵过程多参数调整的放大技术
区分三个水平(尺度)问题 生物反应器的传递与混和
●
多参数趋势曲线相关
不同环境条件下的代谢动力学特征
细胞代谢流的迁移 基因水平的启动与表达 …
2 生化过程的检测与控制
14 生化过程的检测与控制
3.1.2 生化过程的生物相关
生物相关是指通过生物细胞的生命活动所引起的参 数之间耦合相关，主要体现在二种方式： 数之间耦合相关，主要体现在二种方式： 其一， 其一，通过生物细胞生长代谢后引起的培养液物性 的变化，进而引起的参数相关。 的变化，进而引起的参数相关。
15 生化过程的检测与控制
不同发酵周期的E 浓度与DO的几种对应关系。 DO的几种对应关系 不同发酵周期的EO2浓度与DO的几种对应关系。这种不同 的对应关系是与不同操作条件和菌体呼吸强度有关的。 的对应关系是与不同操作条件和菌体呼吸强度有关的。
ECO2
DO
EO2 ECO2 EO2
DO
rpm
非碳源限制，临界氧浓度以下 （ＤＯ变化不显著）
转速↑ 气泡↑ 气液接触表面积↑ a↑， 转速↑，气泡↑，气液接触表面积↑，KLa↑， OTR〉OUR， OTR〉OUR，DO↑
13 生化过程的检测与控制
理化相关的普遍特性
• 理化相关对不同细胞对象具有普遍性，不 因细胞生理活性的变化呈现不同的特性。 • 要注意过程数据采集的非同步性引起的误 相关，特别要注意间接参数的变化产生的 对过程研究的误导。
11 生化过程的检测与控制
3.1.1 生化过程的理化相关
物理过程： 物理过程：物质或能量传递、混合、通气流Байду номын сангаас量、罐压等； 化学过程：酸碱加入以及由此引起的物理化学 化学过程： 现象。 特点： 特点：对不同细胞对象具有同一性，不因细胞 生理活性变化而变化。
12 生化过程的检测与控制
理化相关
* 搅拌转速、通气流量、罐压力 ∽ 溶解氧 DO 搅拌转速、通气流量、
发酵过程参数检测的意义
• 可以得到反应细胞尺度、分子尺度和工程尺度的反 应特性，并通过分析而加以区分不同尺度的问题； • 可以了解发酵过程各参数之间的多样性、时变形、 相关耦合性和不确定性，了解复杂的发酵过程 • 通过参数的检测，可进一步优化发酵工艺，最终提 高产品的生产产量。
9 生化过程的检测与控制
菌体生长引起的生物相关特性
• 快速生长期时，培养液粘度上升，KLa下降，引起 DO水平的变化。 • 培养液粘度的变化也会引起溶解二氧化碳CO2与排 气二氧化碳浓度ECO2的差异。 • 轴向流桨叶所持留的微气泡与快速增长的菌体形 成气溶胶现象，结构性粘度严重影响培养液的混 和、传递特性。 • 搅拌转速 ∽ｐＨ
rpm
h
EO2 ECO2
DO
碳源限制，临界氧浓度以下 （ＤＯ变化显著）
h
ECO2 EO2
DO
加糖
加糖
rpm
非碳源限制，临界氧浓度以上 （EO2变化不显著）
rpm
碳源限制，临界氧浓度以上 19 （EO2变化显著） 生化过程的检测与控制
h
h
补糖引起的参数相关
• （1）适应生物反应器的供氧能力，控制菌体生长 速率与最大生物量； • （2）在菌体生长期完成后，在细胞水平控制比生 长速率，使菌体酶体系处于最有利于生产的状态 或控制比生长速率来解决基因水平上的分解代谢 产物的阻遏作用； • （3）低浓度葡萄糖可以降低高浓度时所引起的分 解代谢阻遏作用。
某抗生素发酵的糖与油利用转移
24 生化过程的检测与控制
不同尺度问题相关的举例
Rpm
↓
DO
↓
OUR VHB
当ＤＯ低于临界氧 浓度（ＣＬｃ)时，ＯＵ Ｒ下降，细胞代谢由好 氧向厌氧途径迁移。
CLC
DO
分子水平 基因工程血红蛋白 hemoglobin (VHB) 对氧的亲和力提高（由图所示），临界氧下降。
用于发酵过程数据优化与放大 的专用装置
以生物反应器中物料流检测 的观点，在实 验室规模发酵罐，具有十四个以上发酵过 程在线参数检测或控制。
3 生化过程的检测与控制
专门用于发酵过程优化与放大 FUS研究用的FUS 50L(A)发酵罐 研究用的FUS-50L(A)发酵罐
4 生化过程的检测与控制
关键技术
数据处理
软 件 设 计
BlORADAR。
•在线检测参数 •实验室手工测定参数 •间接参数(代谢流特征 或工程特征) •适应多种反应器特点 •融合多种过程理论和 控制理论 •工艺分析与操作 •远程通讯与异地数据 传送和分析
功能
5 生化过程的检测与控制
计算机控制与数据处理软件包
• 适应多种反应器特点，融合多种过程理论和控制理论， • 便于发酵过程工艺分析和优化操作。
25 生化过程的检测与控制
16 生化过程的检测与控制
代谢引起的生物相关
• 通过生物细胞及代谢途径的不同所引起的活性变化, 直接对控制对象特性发生影响。 菌体细胞代谢活性变化而直接引起的某测定参 数的变化，即为代谢特性参数相关。 • ----代谢强度的变化 • ----代谢途径的变化 • ----引起的基质消耗或代谢产物形成的不同 • 代谢活性变化：环境条件的线性或动力学因素、细 胞内某调节因子引起的代谢流迁移、基因水平的信 息流。
17 生化过程的检测与控制
生物相关：OUR与DO的基本相关特征 生物相关：OUR与DO的基本相关特征
加糖
OUR
DO rpm
时间(h) 时间(h)
O2消耗与过程传递的物质平衡
DO和OUR之间的动力学特征 DO和OUR之间的动力学特征
18 生化过程的检测与控制
生物相关：排气氧浓度与溶解氧浓度的对应关系 生物相关：