02细胞生物学技术(1)
细胞生物学复习资料
第二章细胞生物学实验技术一、名词解释1．显微分辨率（microscopic resolution）---在一定条件下利用显微镜所能看到的精细程度。
2．放射自显影技术（autoradiography）---用于整个细胞时，可以确定放射性标记物在细胞内的定位。
用于凝胶或琼脂平板时，能鉴定出放射性的条带或菌落。
3．双向凝胶电泳（two-dimensional electrophoresis）---根据分子质量及等电点的不同将复杂的蛋白质混合物分开。
这种高分辨率的技术能够分离同一混合物中的上千种蛋白质。
4．倒置显微镜（inverted microscope）---一种主要用于观察培养瓶或培养皿中的活细胞生长及分裂状态的特殊显微镜。
与普通光镜相比，其光源、聚光镜和物镜的位置是倒置的，即光源在上，物镜在载物台的下方。
另外，其聚光镜和物镜有较长的工作距离，以方便放置有一定厚度的培养瓶。
二、简答题1．电子显微镜为何不能观察活标本？因为电镜样品的观察室要求高度的真空条件。
2．简述冷冻蚀刻术的原理和方法。
冷冻蚀刻（freeze－etching）技术是在冷冻断裂技术的基础上发展起来的更复杂的复型技术。
如果将冷冻断裂的样品的温度稍微升高，让样品中的冰在真空中升华，而在表面上浮雕出细胞膜的超微结构。
当大量的冰升华之后，对浮雕表面进行铂一碳复型，并在腐蚀性溶液中除去生物材料，复型经重蒸水多次清洗后，捞在载网上作电镜观察。
3．比较投射电子显微镜和扫描电子显微镜。
答：都是用于放大与分辨微小结构，都是通过标本电子束的影响来探测标本结构。
TEM：电子束穿过标本，聚焦成像于屏幕或者显像屏上。
用于研究超薄切片标本，有极高的分辨率，可给出细微的胞内结构。
SEM：电子束在标本表面进行扫描，反射的电子聚焦成像于显像屏上。
可以反映未切片标本的的表面特征。
4．扫描隧道显微镜的工作原理及其优越性是什么？扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscope，STM）由Binnig等1981年发明，是根据量子力学原理中的隧道效应而设计制造的。
细胞生物学实验技术
细胞生物学实验技术细胞生物学实验技术是现代生命科学研究中的关键环节，它为研究人员提供了深入了解细胞结构、功能和相互作用的途径。
本文将重点介绍一些常见的细胞生物学实验技术，包括细胞培养、染色技术、分离技术和显微镜观察等。
一、细胞培养技术细胞培养是一项基础性技术，它可以将细胞从体内取出并在适当的培养基中进行增殖和维持。
细胞培养的首要任务是提供适当的培养基，其中含有必需的营养物质、生长因子和适当的温度、湿度和气体条件。
细胞培养技术广泛应用于细胞生物学实验、组织工程、药物研发等领域。
二、染色技术染色技术是细胞生物学实验中常用的方法之一，它使研究者能够对细胞内各种结构和分子进行可视化观察。
常用的染色方法包括荧光染色、酶标染色和核酸染色等。
荧光染色利用荧光标记的抗体或染料，可使特定的细胞结构或分子在显微镜下发出荧光信号，从而观察其位置和表达水平。
酶标染色则通过酶与底物的反应，使细胞或组织显示出颜色等信号。
核酸染色则利用特定染料与细胞核酸结合，以观察DNA或RNA的分布情况。
三、分离技术分离技术在细胞生物学实验中具有重要作用，它可以将不同类型的细胞或细胞组分进行分离和纯化。
常用的分离技术包括细胞离心、流式细胞术和免疫磁珠分离等。
细胞离心是通过离心机将混合细胞悬液分离成上清液和沉淀，从而获得纯化的特定类型细胞。
流式细胞术则通过流式细胞仪测量细胞的大小、形态和表面标记物，从而实现对细胞的高通量分离和分析。
免疫磁珠分离则利用特定抗体结合在磁珠表面，以实现对需要纯化的细胞或细胞组分的选择性捕获。
四、显微镜观察显微镜观察是细胞生物学实验的重要手段，它使研究者能够观察到细胞内不同的结构和过程。
传统光学显微镜可实现对细胞形态和部分细胞器的观察，但其分辨率有限。
近年来，随着超分辨显微镜技术的发展，研究者们能够突破传统光学显微镜的分辨率极限，实现对亚细胞结构和分子过程的观察。
总结细胞生物学实验技术在现代生命科学研究中发挥着至关重要的作用。
细胞生物学的基本实验技术与方法
细胞生物学的基本实验技术与方法细胞生物学是研究细胞结构、功能和生理过程的学科，其基本实验技术和方法包括细胞培养、染色技术、细胞分离和融合等，下面就这些方面做一番讨论。
一、细胞培养技术细胞培养技术是细胞生物学中最基本的实验技术之一，它是将细胞体外培养至其生命活动与分裂能力维持在一定水平的过程。
细胞培养技术是研究细胞的基础，通过细胞培养可以制备各种细胞株用于药物筛选、基因工程和细胞学研究。
细胞培养主要分为两种类型：原代细胞培养和细胞系培养。
原代细胞培养是指从组织中分离出来的细胞培养后获得的第一代细胞，由于细胞数量有限，因此无法长期持续培养。
细胞系培养是在原代细胞培养基础上，经过多次细胞传代培养，形成细胞线的过程，可以持续生长和分裂，在细胞学研究中应用广泛。
细胞培养技术要点包括细胞分离、细胞培养基与培养条件的选择以及细胞传代。
细胞分离使用酶消化或机械分离等，分离出单个的细胞形成单个细胞的培养；培养基的选择和配方不同，应根据细胞类型进行选择；培养条件包括温度、湿度、氧气、二氧化碳、营养物质等，每种细胞对应的条件不同；细胞传代是细胞培养的常规操作，通过细胞传代可以扩增细胞数量，但也会导致细胞衰老和突变，因此传代次数要控制在合适范围内。
二、染色技术细胞染色技术是通过化学物质在细胞内染色，以便于观察细胞形态、结构和基因特征等。
细胞染色技术包括常规染色和特殊染色两种。
常见的常规染色有细胞核染色和细胞质染色。
细胞核染色通常使用吉姆萨染色（Giemsa staining），该染色剂能染色DNA和RNA，通过染色后细胞核变为紫色，胞质呈现蓝色。
细胞质染色包括常用的Wright染色、Leishman染色和Methylene Blue染色等。
特殊染色包括荧光染色和银染色等，用于研究细胞特定分子或亚细胞结构。
荧光染色是一种广泛应用于现代细胞学研究的技术，使用特殊的荧光染料或抗体，可以染色出蛋白、核酸和其他分子等。
银染色则主要应用于突触、核仁和分泌颗粒等亚细胞结构的研究。
细胞生物学02细胞基本知识概要
T4噬菌体侵染大肠杆菌E.coli
1. 吸附 2. 侵入 3. 复制 4. 成熟 5. 释放
三、病毒与细胞在起源和进化中的关系
病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点：
生物大分子→病毒→细胞
病毒
生物大分子
细胞 生物大分子→细胞 → 病毒
有说服力
课后作业：有何依据？
第三节 原核细胞和古核细胞
➢ 是目前发现最小、最简单的细胞，体积为细菌的 1/3，直径为0.1～0.3 μm；
➢ 具有细胞膜，无细胞核； ➢ 环状双螺旋DNA，能指导合成700多种必需蛋白；
➢ 唯一的细胞器是核糖体，每个细胞中约有800～ 1500个；
➢ 具有感染性，其中不少是致病的病原体，尤其是 一些慢性病的病原体；
肺炎支原体
由于没有核膜将核和细胞质分开，DNA的复制、 RNA转录与蛋白质的合成可以同时进行
2. 细菌的细胞表面结构
细胞膜 细胞壁
荚膜
特化结构 中膜体
鞭毛
1） 细胞膜
多功能性
➢ 最重要的功能就是物质运输和信号传递；
➢ 还具有真核细胞线粒体的部分功能；
2） 中膜体
间体或质膜体(mesome)
➢ 由细胞膜内陷产生，每细胞含一到数个；
包括核骨架和胞质骨架，由一些特异蛋白构成的网络 体系；主要对细胞形态与内部结构的合理布局起支架 作用，也与胞内大分子运输、细胞分裂等相关
二、细胞大小及其分析
表2-1 各类细胞直径的比较(见课本P33)
➢典型的原核细胞的平均大小 在1～10μm之间，而高等植物 细胞的直径平均为10～100μm， 一般为20～30μm
病毒类型： DNA病毒和RNA病毒
形态：立体对称型和螺旋对称型
细胞生物学实验方法与技术
细胞生物学实验方法与技术1. 光镜观察（Light Microscopy）光镜观察是一种常用的研究细胞形态和结构的方法。
通过使用光学显微镜，可以观察到细胞的外形、细胞器的位置和结构等特征。
该技术使用涂片制备技术，将细胞固定、染色、封装在玻璃片上，然后在显微镜下进行观察。
2. 电镜（Electron Microscopy）电镜是一种高分辨率的显微镜技术，它可以观察到细胞的微观结构和细胞器。
电镜利用电子束来代替光束，通过变焦电镜透射电子显微镜和扫描电子显微镜两种类型，可以观察到更高分辨率的细胞结构。
3. 组织培养（Tissue Culture）组织培养是一种将细胞或组织从活体中分离并培养在人造环境中的方法。
这种方法常用于研究细胞生长、增殖和发育过程。
组织培养可以通过使用培养基、细胞培养皿和细胞培养箱等设备来提供细胞所需的营养和环境。
4. 免疫染色（Immunostaining）免疫染色是一种用来检测和定位蛋白质或其他分子在细胞中的位置的方法。
这种方法利用抗体的特异性结合来检测蛋白质的位置。
首先，细胞固定并渗透，然后使用特定的抗体与目标分子结合，最后通过荧光标记或酶反应等方法来观察染色的细胞。
5. 荧光显微镜（Fluorescence Microscopy）荧光显微镜是利用荧光探针来观察样品的显微镜技术。
该技术可以用来检测和可视化特定分子或结构的位置和数量。
通过对样品进行荧光染色或利用荧光蛋白表达来标记细胞的特定结构或分子，可以在荧光显微镜下直接观察到。
6. 流式细胞术（Flow Cytometry）流式细胞术是一种高通量细胞分析技术，可以快速准确地分析和计数大量的单个细胞。
该技术利用细胞标记剂和流动性流式细胞术仪器，通过激光照射细胞并检测细胞的荧光光谱，可以分析细胞表面分子的表达、细胞大小和复杂性等信息。
细胞生物学的技术和方法
细胞生物学的技术和方法细胞生物学是研究细胞的基础结构和功能的学科，它是现代生命科学的核心。
随着科技的不断发展和进步，细胞生物学的研究也越来越深入。
在这方面，细胞生物学的技术和方法占据了一个非常重要的地位。
一、细胞培养技术细胞培养是指将生物组织或细胞在人工培养条件下进行培养。
这一技术对于探究生物细胞的基本特性和生理病理过程具有重要的意义。
目前，细胞培养技术主要分为原代细胞培养和细胞系培养两种。
原代细胞培养是指从人类或动物组织中分离出的细胞，常用于细胞生长因子等的研究。
而细胞系培养则是从原代细胞培养中分离出的细胞系，可以在无限期时间内进行培养，被广泛应用于疾病治疗和药物筛选等方面。
二、生物标记技术生物标记技术是指采用生物分子作为标记物，通过与细胞分子相互作用实现细胞成像或检测的技术。
常见的生物标记物有蛋白质分子、核酸分子和纳米颗粒等。
生物标记技术在细胞分子机制研究、疾病诊断和治疗等方面具有重要的应用价值。
三、单细胞RNA测序技术单细胞RNA测序技术是指对单个细胞进行RNA测序的技术。
这一技术可以揭示细胞间的差异性，发现低频率细胞和介于生物学状态之间的转换状态等。
该技术在癌症早期诊断、疾病治疗以及基因编辑等方面具有很好的应用前景。
四、蛋白质组学技术蛋白质组学技术是指对蛋白质组进行高通量分析的技术。
这一技术可以在同一时间对上千个蛋白进行检测，揭示细胞内蛋白质相互作用关系、功能调控以及疾病发生的发生机制等方面提供一定的帮助。
蛋白质组学技术已越来越成为疾病治疗、药物筛选以及基因编辑研究的重要手段。
五、基因编辑技术基因编辑技术是指直接在细胞中编辑基因序列的技术。
基因编辑技术通过CRISPR-Cas9系统、TALEN系统或zinc finger nuclease等工具，直接清除或修改细胞基因序列。
这一技术可以应用于疾病治疗、农业生产以及基础科研等领域。
总之，细胞生物学的技术和方法在现代生命科学的研究中起着不可替代的作用。
细胞生物学实验方法与技术
细胞生物学实验方法与技术1.细胞培养：细胞培养是细胞生物学研究中最基本的实验技术之一、它通过将细胞放入培养基中，在特定的环境条件下进行体外培养。
通过细胞培养，可以获得大量的细胞进行进一步的实验研究。
2.免疫荧光染色：免疫荧光染色是一种常用的细胞实验方法，通过此方法可以检测特定蛋白质或分子在细胞中的分布和定位。
该技术利用特异性的抗体与目标分子结合，并用荧光染料标记抗体，从而利用荧光显微镜观察染色结果。
3. 免疫印迹法（Western Blot）：免疫印迹法是一种用于检测特定蛋白质的定量和分析的方法。
该方法通过将细胞或组织中的蛋白质经过电泳分离，并转移到膜上，然后用特异性的抗体与目标蛋白质结合，最后通过酵素反应或荧光信号检测目标蛋白质的存在和表达水平。
4.转染技术：转染技术是将外源的DNA或RNA导入到目标细胞中的一种常用方法。
常见的转染技术包括植入病毒载体、使用质粒转染剂、电穿孔和化学转染等。
通过转染技术，可以实现基因过表达、基因沉默等实验研究。
5.索引技术：索引技术是一种分析和比较细胞中基因表达的实验方法。
通过索引技术，可以快速筛选出在不同生理状态下表达差异显著的基因，并进一步研究这些基因的功能和调控机制。
常见的索引技术包括差异显著性分析、基因芯片、RNA测序等。
6.荧光显微镜技术：荧光显微镜技术是一种使用荧光染料观察细胞结构和功能的方法。
荧光显微镜可以通过选择不同的染料和光源，实现对细胞核、细胞器等结构的观察。
此外，还可以利用特定的荧光探针，实现对细胞内的信号分子、离子和代谢产物的监测。
7.流式细胞术：流式细胞术是一种通过检测细胞的光学和物理特性，实现对单个细胞的定量分析和分选的方法。
该技术可以实现细胞表面标记物的检测、细胞周期分析、细胞凋亡检测等。
特别是流式细胞术结合细胞分类仪，可以实现高通量的细胞分析。
综上所述，细胞生物学实验方法与技术为研究细胞的结构、功能和特性提供了重要的工具。
随着科技的不断发展，细胞生物学实验方法与技术也在不断更新与创新，为我们更好地理解细胞的生命活动提供了强大的支持。
细胞生物学技术
细胞生物学技术
细胞生物学技术是一种用于研究细胞结构和功能的研究方法。
这种技术可以帮助我们理解细胞的工作原理以及细胞之间的相互作用。
细胞生物学技术可以帮助我们研究有关基因的功能、蛋白质的结构和功能以及多种活动的机理。
细胞生物学技术可以用于研究基因的结构和功能，包括基因的表达和调控。
它可以帮助研究人员了解基因的结构、表达和功能，从而有助于研究基因网络的复杂性。
细胞生物学技术还可以用于研究蛋白质的结构和功能，以及蛋白质在细胞内的表达和功能。
此外，细胞生物学技术还可以帮助我们研究多种细胞活动，包括细胞分裂、细胞迁移和细胞凋亡等。
细胞生物学技术可以帮助我们研究动物体内的细胞结构和功能，以及细胞与细胞之间的相互作用。
这种技术也可以帮助我们研究细胞的衰老过程，以及细胞的损伤修复过程。
此外，细胞生物学技术还可以帮助我们研究疾病的发生和发展，从而有助于对疾病的治疗和预防。
细胞生物学技术是一种强大的研究工具，可以帮助我们了解细胞的结构和功能，以及细胞之间的相互作用。
它可以帮助研究人员研究疾病的机理，并为疾病的治疗和预防提供重要的信息。
细胞生物学实验技术一
(2)脱水
定义：借助某些化学溶剂置换组织内水分的过程 常用的脱水剂：酒精
(3)包埋
定义：将组织块包入包埋剂使组织硬化的过程。 常用的包埋剂：液体石蜡、树脂
(4)切片
1-10 μm
（5）染色
采用某些化学物质特异性或选择性地与细 胞内的某些成分相互作用，从而原位显示 细胞某种成分或结构的方法
A 选择性染色
观察组织的表面三维结构
冰冻断裂电镜-观察生物膜结构
A 冰冻组织( N2) B 重金属喷镀(Pt) C 喷碳加固(C) - SEM D 复型 - TEM
冰冻蚀刻电镜-观察生物膜结构
A 冰冻组织( N2)
B 真空中升华
C 重金属喷镀(Pt) D 喷碳加固(C) - SEM E 复型 - TEM
负染电镜技术-观察纤维状\颗粒状成分
活体细胞观察
5.激光扫描共焦显微镜
（ Laser Scanning Confocal Microscope）
(1)原理
在显微镜基础上配置激光光源，扫描装置， 共轭聚焦装置和检测系统而形成的显微镜。
单色激光光源
光源后－照明针孔－点光源
检测器前－探测针孔 分层扫描 三维重建
共扼
（2）应用
A 细胞的三维重建
考马斯亮蓝 – 蛋白质 Brachet反应
hematoxylin-eosin
B 特异性染色
酶 + 底物
+ substrate
抗原 + 抗体
antigen
** *
* * *
antibody
酶标记 荧光标记
*
*
*
*
*
*
3.荧光显微镜技术
(1) 原理
细胞生物学技术与实验方法
细胞生物学技术与实验方法细胞生物学技术与实验方法是研究和应用于细胞的科学技术和实验方法的总称。
通过这些技术和方法，科研人员可以深入了解细胞的结构、功能和代谢，揭示细胞的生理、病理过程以及相关疾病的机制，更好地应用于生物医学研究和药物开发领域。
本文将重点介绍一些常用的细胞生物学技术和实验方法，并进行简单的介绍和说明。
1. 细胞培养技术细胞培养技术是在人工环境中保持和繁殖细胞的方法。
细胞培养是细胞生物学研究的基础，可以通过建立细胞系来进行体外实验。
细胞培养技术的主要步骤包括细胞分离、细胞培养基的配制、细胞培养器的选择和细胞培养条件的控制等。
2. 蛋白质分离与纯化技术蛋白质是细胞中最重要的功能分子之一，从细胞中提取和纯化蛋白质对于研究蛋白质的结构、功能和相互作用至关重要。
蛋白质分离与纯化技术可以通过离心、电泳、层析、电泳转印等方法来分离和纯化目标蛋白质。
3. 免疫学技术免疫学技术是研究细胞和分子免疫学的重要手段。
包括酶联免疫吸附实验（ELISA）、免疫组化、流式细胞术、免疫沉淀等技术。
通过这些技术，可以检测和分析细胞表面标记物、细胞因子的表达和分泌以及分析免疫相关的细胞相互作用等。
4. 分子生物学技术分子生物学技术是研究细胞和生命分子水平的重要工具。
包括基因克隆、DNA测序、聚合酶链反应（PCR）、蛋白质组学技术、基因组学技术等。
这些技术可以用来研究细胞的基因表达、转录调控、基因突变和DNA修复等。
5. 显微镜技术显微镜技术可以观察和研究细胞的结构和功能。
常见的显微镜技术包括光学显微镜、荧光显微镜、透射电子显微镜等。
通过显微镜技术，可以观察细胞的形态、亚细胞器的位置和运动，以及研究细胞内各种细胞器和分子的分布和相互作用。
总结：细胞生物学技术与实验方法在现代生物医学研究中起到了至关重要的作用。
通过这些技术和方法，科研人员可以研究和探索细胞的微观世界，深入了解细胞的结构、功能和代谢过程。
这些技术不仅可以增加我们对人体健康和疾病的认识，还为新药研发提供了重要的参考和依据。
细胞生物学实验技术(PPT)
第三十七页，共八十四页。
Scanning electron microscope〔 SEM〕
第三十八页，共八十四页。
• 工作原理：是用一束极细的电子束扫描样品，在样品外表激发出次级电 子，次级电子的多少与样品外表结构有关，次级电子由探测器收集，信 号(xìnhào)经放大用来调制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步 的扫描图像。
• 用于观察能激发出荧光的结构。用途：免疫荧光观察、 基因(jīyīn)定位、疾病诊断。
Fluorescence image, DNA in blue and Microtubules in green
第十三页，共八十四页。
〔三〕激光共聚焦(jùjiāo)扫描显微境 Laser confocal scanning microscope, LCSM
〔七〕微分(wēi fēn)干预差显微镜 Differential interference contrast microscope 〔DIC〕
• 1952年Nomarski创造，利用两组平 面偏振光的干预，加强影像的明暗 效果，能显示结构的三维立体投影。 标本可略厚一点(yī diǎn)，折射率差异 更大，故影像的立体感更强。
第二章 细胞生物学实验(shíyàn)技术
METHODS AND TECHNIQUES
第一页，共八十四页。
本章 内容提要 (běn zhānɡ)
• 第一节 显微技术
• 一、光学显微镜 • 二、电子显微镜
• 三、显微操作技术
• 第二节 生物化学(shēnɡ wù huà xué)与分子生物学技术
细胞生物学的实验技术和理论
细胞生物学的实验技术和理论细胞生物学是生物学中非常重要的一个分支，它主要研究细胞的结构、功能、发育、分化及其互作关系等问题。
细胞生物学的研究可以通过实验技术和理论知识相结合，辅助生物学研究取得更加深入的成果。
下面将详细探讨细胞生物学中的实验技术和理论知识。
一、细胞培养技术细胞培养是细胞生物学研究的一个非常重要的实验技术。
细胞培养是指将动植物体内的组织细胞，以一定的培养液为基础，通过一定的技术手段，使其在体外得以繁殖和生长。
细胞培养的技术手段主要包括细胞筛、细胞分离和细胞培养试验等。
细胞筛和细胞分离技术是细胞培养中重要的前提条件，主要是通过机械、酶解、梯度离心等手段，将组织细胞分离，以便于进行细胞培养实验。
常见的分离方法有离心法、吸管法、切割法等。
而细胞培养试验可以根据培养目的的不同，分为原代细胞培养和细胞系培养两种。
原代细胞培养一般从体内细胞用特殊培养基培养和繁殖；细胞系培养则是将原代细胞分离培养，通过特殊因子的影响，使其增殖成为细胞系，常用于生物制剂生产和细胞生物学研究。
二、光学显微镜技术光学显微镜是细胞生物学研究中应用广泛的一种设备，主要通过光学原理分析和显微成像技术，观察组织、细胞和亚细胞结构及其变化。
现代光学显微镜包括荧光显微镜和共聚焦显微镜。
荧光显微镜可以通过标记、转染等手段在细胞中引入各种荧光分子，进而研究细胞结构、功能和生物过程；共聚焦显微镜则可以生成三维图像，赋予细胞结构及其变化更加立体化的表现。
除此之外，半导体显微镜、原子力显微镜、电子显微镜等也是细胞生物学研究的重要技术手段。
它们不仅可以在本质上解决传统显微镜所未能解决的问题，而且可以观察细胞、生物大分子与各种基质之间的互作及其相互影响，拓宽了细胞生物学研究的领域和方法。
三、细胞生物学理论细胞生物学的理论知识包括细胞结构、分子生物学、细胞生物学中的化学及物理过程等。
其中，分子生物学是近年来细胞生物学研究的热点之一，尤其是分子生物学技术的发展，如PCR技术、蛋白质质谱技术等，赋予了细胞生物学更加翔实和系统的实验基础。
细胞生物学实用方法与技术
细胞生物学实用方法与技术细胞生物学是研究细胞结构、功能和生理过程的学科，而实用方法与技术则是在细胞生物学研究中常用的实验方法和分析技术。
本文将介绍几种常见的细胞生物学实用方法与技术，包括细胞培养、细胞染色、蛋白质分析和基因编辑。
一、细胞培养细胞培养是细胞生物学研究的基础，通过将细胞放置在含有营养物质的培养基中，维持其生长和增殖。
细胞培养可以用于研究细胞的生理功能、病理机制以及筛选药物等。
常见的细胞培养技术包括无菌技术、细胞传代和细胞冻存等。
二、细胞染色细胞染色是观察和分析细胞形态、结构和功能的重要手段。
常用的细胞染色方法包括荧光染色、核酸染色和蛋白质染色。
荧光染色可以通过标记荧光抗体或荧光染料来检测特定蛋白质或细胞器的分布和表达水平。
核酸染色可以通过荧光染料如DAPI、Hoechst等来观察细胞核的形态和染色体的数量和结构。
蛋白质染色可以用于检测蛋白质的表达水平和定位。
三、蛋白质分析蛋白质是细胞的重要组成部分，研究蛋白质的表达水平和功能对于理解细胞生物学过程至关重要。
常用的蛋白质分析技术包括SDS-PAGE、Western blot和质谱分析等。
SDS-PAGE是一种常用的蛋白质分离技术，通过电泳将蛋白质按照分子量大小分离出来。
Western blot则可以用于检测特定蛋白质的表达水平和鉴定蛋白质的功能。
质谱分析可以用于鉴定蛋白质的氨基酸序列和翻译后修饰。
四、基因编辑基因编辑技术是近年来细胞生物学领域的重要突破，它可以精确地修改细胞或生物体的基因组。
常用的基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统和基因敲除技术。
CRISPR-Cas9系统通过引入一段特定的RNA序列和Cas9蛋白质，可以实现对细胞或生物体基因组中特定基因的精确修饰。
基因敲除技术则是通过引入特定的DNA序列或RNA干扰体，来抑制或靶向破坏特定基因的表达。
细胞生物学实用方法与技术的不断发展和创新，为研究人员提供了强大的工具和手段，推动了细胞生物学领域的进步。
细胞生物学技术
细胞生物学技术细胞生物学技术是一门研究细胞的工具和方法的学科。
借助这些技术，科学家们能够更深入地了解细胞的结构、功能和特性。
本文将介绍几种常见的细胞生物学技术，并探讨它们在科研领域的应用。
一、细胞培养技术细胞培养是一种通过培养基和适当的条件，在体外维持和繁殖细胞的技术。
这种技术被广泛应用于医学、生物学和药物研发等领域。
细胞培养技术可用于分离和纯化特定细胞种群，以研究其生理功能和病理过程；也可用于产生大量的细胞用于药物筛选和体外毒理实验。
二、细胞染色技术细胞染色技术是一种通过使用染料或特定的分子探针来标记细胞组分的技术。
常见的细胞染色技术包括荧光染色、酶染色和核苷酸染色等。
这些技术可用于检测和鉴定特定细胞类型、观察细胞器和分子的分布情况，以及研究细胞内的代谢和功能。
三、流式细胞术流式细胞术是一种通过流式细胞仪分析和计数细胞的技术。
该技术利用细胞的形态、大小、荧光和抗原表达等特征，可以对单一或多种细胞进行鉴定和分类。
流式细胞术广泛应用于免疫学、癌症研究和干细胞领域，可帮助研究人员了解细胞群体的特征和变化。
四、蛋白质分析技术蛋白质分析技术是一组用于研究蛋白质结构、功能和相互作用的方法。
其中最常用的技术包括蛋白质电泳、质谱分析和蛋白质结构解析等。
通过这些技术，科学家们可以鉴定蛋白质组成、研究蛋白质修饰和相互作用，以及探索蛋白质在细胞生理和疾病发展中的作用。
五、基因编辑技术基因编辑技术是一种通过改变细胞或生物体的基因组来研究基因功能和调控网络的方法。
常见的基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统和TALEN技术。
这些技术可以精确地剪切、插入或修复基因，帮助科学家们研究基因与疾病之间的关联，并开发基因疗法和转基因生物。
通过以上介绍，我们可以看到细胞生物学技术在科研领域的广泛应用。
这些技术不仅提供了研究细胞的工具和手段，还带来了许多重要的科学发现和进展。
随着技术的不断发展和创新，相信细胞生物学技术将为我们揭示更多关于生命的奥秘。
细胞生物学技术研究与应用
细胞生物学技术研究与应用细胞生物学技术是一门研究细胞的结构、功能及其相互关系的学科，它在生命科学中具有重要作用。
本文将从细胞培养、细胞检测、流式细胞术、蛋白质组分析和基因编辑等方面介绍细胞生物学技术的研究与应用。
一、细胞培养技术细胞培养是细胞生物学研究的一个重要部分。
它是在人工培养条件下，维持细胞生长和增殖的技术。
细胞培养技术可以分为原代细胞培养和细胞株培养两种类型。
原代细胞培养是指从组织或器官中分离出的原代细胞在无限制生长期间进行的细胞培养。
原代细胞培养环境中的较低浓度氧、核酸、激素和天然杀菌剂等条件，使原代细胞在生长速率和增殖能力方面有限制。
细胞株培养是指从已经生长到稳定阶段的细胞种群中，通过传代方式进行维持。
细胞培养技术广泛应用于细胞毒理学、抗生物质产生、病原体研究、细胞生长和分化的机制研究等方面。
二、细胞检测技术细胞检测技术是指采用各种现代化技术手段来检测细胞中不同组分的分布、转运、表达及相互作用等。
该技术广泛应用于细胞生物学和分子生物学中。
免疫细胞化学检测是一种常见的细胞检测技术，它基于一种名为“免疫学的特异性”的原理，使用荧光等物质来标记待检测物质，并使其在显微镜下成像。
该技术可以帮助科学家们识别不同细胞结构和分子的存在情况。
其他细胞检测技术还包括蛋白质染色技术、细胞增殖和生长检测、细胞光学显微镜检测等。
三、流式细胞术流式细胞术是一种用于检测单个细胞物质组成和结构的技术。
它通过将单个细胞经过二倍体细胞分离和荧光标记之后，利用激光扫描显微镜，对这些细胞进行流式分析。
该技术广泛应用于细胞免疫学、血液学、肿瘤学、生物制药等领域。
借助流式细胞术在临床肿瘤学中的应用，医学家可以更好地理解癌细胞的生存机制，并创新出针对癌细胞的治疗方法。
四、蛋白质组分析技术蛋白质质谱分析是一种用于分析蛋白质组成、结构和表达的技术。
这个技术重要性在于，它可以帮助科学家理解蛋白质在生物体内的角色和相互作用。
蛋白质组分析技术分为两类：定性分析和定量分析。
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相差显微镜和微分干涉差显微镜
用相差显微镜和微分干涉差显微镜可直接从显微中 观察未经固定和染色的活细胞。
通过活细胞的光的相位 发生了变化，相差和微分干 涉差显微镜可使光相位变化 转变为振幅变化，产生高反 差影像。
暗场显微镜: 照明的光 线直接光线不能进入物镜， 只有散射光进入物镜，这样 就观察到 暗背景中发亮的细 胞结构。
四、细胞培养
用培养细胞所进行的实验，通常称为in vitro （即在玻璃容器中）。
常用的细胞系
细胞系 3T3 BHK-21 HeLa
细胞类型及来源 成纤维细胞(小鼠) 成纤维细胞(叙利亚仓鼠) 上皮细胞(人宫颈癌)
细胞系 PTKl L6 SP2
细胞类型及来源 上皮细胞(袋鼠) 成肌细胞(大鼠) 浆细胞(小鼠)
原核细胞
植物核细胞
真核细胞
变形虫
二束光波同相位时，合波振幅增加，亮度增加； 二束光波处于相反相位时，则相互抵消，合波的振幅和亮度降低
波之间的相位关系， 产生同样的干涉效应。例 如，用同一波长的光照射 一个直狭缝，所呈的放大 像是一系列平行线；如照 射一小圆孔，所呈的像是 一系列同心圆。
把一物体放在光源和观察者之间，当光线通 过一固体物的边缘时，在高倍放大情况下所观察 到的干涉效应。
X射线衍射与核磁共振
肌红蛋白
一些核原磁子共核振特别是氢原子核具有磁矩或自 旋。自旋沿着强磁场排列(取向)，在电磁辐射 的射频(RF)脉冲作用下，自旋变为失去取向的 激发态。当被激发的H核返回原来的取向状态时，发射 射频辐射，这种RF以波谱来显示和测量。发射的辐射特 性依赖于H核所处的化学环境。如果一个核的激发将受 到与其邻近的其他核的吸收和辐射发射的影响，则可用 一种二维NMR去鉴别不同氨基酸残基中H核的信号，并 可辨别和测量H核互相靠近以至相互影响时所产生的小 的信号位移。通过测量这种信号化学位移的大小就可得 到互相作用的H原子间的距离。
X射线衍射与核磁共振
在原分辨水平上，发现 分子（其中包括蛋白质）的三 维结构的主要技术是X-射线衍 射。
X-射线衍射图上每个衍射 点的位置与强度反映出晶体中 原子的位置。所以可从衍射图 中推导出大分子的三维（空间） 结构。蛋白质的结晶工作要求 待测的蛋白质样品是非常纯的， 并且要找出得到结晶的适宜条 件。
细胞生物学的研究方法
一、显微镜技术 1. 光学显微镜 2. 图像处理 3. 电子显微镜 4. 显微操作
二、细胞培养技术 三、细胞组分分析技术 四、基因操作技术 五、细胞工程技术
学习目的与要求
1. 掌握细胞生物学基本研究方法的原理和应用。 2. 熟悉细胞生物学基本研究方法的技术特点。 3. 了解细胞生物学研究方法的进展。
Multicolor Fluorescence in Situ Hybridization (mFISH)
Multicolor (24-color) banding FISH (mBAND FISH): Human chromosome 5 showing (a) merged and (b) pseudocolor bands following high-resolution multicolor banding fluorescence in situ hybridization. Any change in the location of the bands within the chromosomes following irradiation will be detected.
激光扫描共焦显微镜
普通光学显微镜
摇蚊的多线染色体
共聚焦激光显微镜获得被检物体三维结构的原理及呈现的三维图像
1932年 E. Ruska和M. Knoll发明第一台透射电镜 （TEM），人类视野进入超微领域 。
M. Knoll
E. Ruska
• 1952年英国工程师Charles Oatley制造出了第一 台扫描电镜（SEM） 。
蛋白质
3H-亮氨酸
细胞
2）. 放射自显影技术
显微放射自显影图
3）. 利用抗体示踪细胞分子
A. 抗体 + 荧光素 LM(免疫荧光显微镜)
B. 抗体 + 胶体金 EM(免疫电镜)
C.抗体＋酶 ELISA
酶 底物
显色
酶
三、 细胞及其组份的分离和分析
1. 流式细胞术 2. 离心技术 3. 免疫磁珠技术 4.激光俘获显微切割技术 5. 层析技术 6. 电泳技术 7. 质谱技术
NIH 3T3 cells labeled with the green-fluorescent
荧光素(fluorescein)，绿色荧光
四甲基罗丹明(tetramethyrhodanmine)，红色荧光 常见荧光分子的激发光与发射光波长范围
激光扫描共聚焦显微术
(Laser scanning confocal microscope, LSCM)
低 速： 1000g l 0min
中 速： 2000g 20min
高 速： 80000g
1h
超高速：150000g
3h
浓度梯度离心
蔗糖浓度是5％到20％
3. 免疫磁珠技术
利用带有特定单抗的免疫磁珠与靶细胞的特异结 合，快速地从多细胞悬液中将目的细胞分离出来。
Fe2O3或Fe3O4颗粒 +
单克隆抗体 免疫磁珠
• 由电子照明系统、电磁透镜成像系统、 真空系统、记录系统、电源系统等5部 分构成；
• 分辨率0.2nm，放大倍数达百万倍； • 用于观察超微结构（小于0.2µm）。
制样技术
超薄切片技术 固定技术 负染法和投影法 复型和冷冻蚀刻技术
超薄切片技术
电子的穿透能力很弱， 因此要把样品做成很薄。
最常用的是50纳米左右 的切片，即一个一般大小的 动物细胞要切成300片。用超 薄切片机（ultramicrotome） 制作。
1.流式细胞分选术
应用范围
细胞周期分析 细胞分化检测 细胞凋亡的检测 细胞免疫表型的分析 免疫细胞活化的检测 外周血淋巴细胞表型分析 白血病细胞免疫诊断 造血干细胞分析
······
2.超速离心 — 细胞器、大分子
用制备超速离心机可从细胞匀浆的混合物中分 离出细胞的各种组分。
离心级段
图中各个离心级段的典型数值：
放大镜
显微镜的成像原理
显微镜的几个基本概念
显微镜的几个基本概念
分辨率：能区分两质点的最小距离。 R=0.61λ/ n·sin
(R:分辨率 λ:光波的波长 n:介质折射率 α:物镜镜口角) 显微镜能分辨的距离越小，分辨率越高。
光源：能发射光波的物体。 波长范围：390nm – 760nm。 相应光色：紫、蓝、青、绿、黄、橙、红
数值孔径：叫物镜的数值孔径。 N·A = n·sin
不同光线的波长
名 称 可见光 波长（nm） 390~760
紫外光 X 射线 α 射线 13~390 0.05~13 0.005~1
电子束 0.1Kv 10Kv 0.123 0.0122
分辨率（R）大小决定于光的波长（λ）、孔径角 （ α）和介质折射率（n）。
凸透镜的五种成象规律
物距 (u)
像距(v) 正倒
大小
虚实
u>2f 2f>v>f 倒立 缩小 实像
u=2f v=2f 倒立 等大 实像
2f>u>f v>2f 倒立 放大 实像
u=f
-
-
-
不成 像
f>u v>u 正立 放大 虚像
图示
应用
照相机、摄像机
测焦距 幻灯机、电影放 映机、投影仪 强光聚焦手电筒
二、标记示踪技术
放射性原子能被高灵敏地检测出来
1）. 利用放射性同位素示踪
把放射性前体(例如3H-胸苷、14C-尿苷和3H-
亮氨酸分别是DNA、RNA和蛋白质合成的前体)
加到细胞中，使放射性前体与已存在的前体分
子混合，因为它们原子之间仅是原子核重量不
同，而化学性质相同，这样，细胞就以同样方
式对其产生反应。
品干燥后残余染料将沉积在
样品的周围以及样品的凹陷、
空隙处，而样品本身反而呈
经负染的肌动蛋白丝
浅色，故称为负染。
超薄切片技术
复型和冷冻蚀刻技术
负染法和投影法
分离的质粒
投影法是把分散有样品的
载网置于真空罩中，使铂或钯
等重金属受热蒸发。金属颗粒
以一个倾斜角度直进地落到样
品表面。这样，随着样品的起
伏，各处的重金属呈现不同的
电泳 — 分析蛋白质、核酸
Western 印迹
基本步骤: (1)SDS-PAGE (2)转膜 (3)抗体反应 一抗孵育 标记二抗孵育 (4)显色
等电聚焦电泳
双向电泳—蛋白质分子量、等电点
7.质谱技术
（2002年获得诺贝尔化学奖）
原理：通过测定样品离子的质/荷比来进行成分和结构分析的方法 应用：蛋白质鉴定
50µ m
用4种不同的光学显微镜技术所观察到的培养中的成纤维细胞
（A）光直接通过细胞所呈的影像 （B）相差显微术
（C）微分干涉差显微术
（D）暗视场显微术
细胞荧光技术
用荧光显微镜可观察细胞中的荧光。细胞荧光 技术在现代生物学中已被广泛应用。
GFP
Brain cells stained with Calcium Green-1, AM . The cells are responding to the neurotransmitter, glutamate, with an increase in cytoplasmic Ca2+ concentration.
细胞生物学的许多进展，尤其是近年来振奋 人心的发展，都是由于引入新研究方法的结果。