分子生物学常用仪器技术介绍
分子生物学实验室仪器使用说明书
分子生物学实验室仪器使用说明书一、引言分子生物学实验室仪器的使用是进行基因研究和分析的重要环节，正确的仪器操作和维护对于保证实验结果的准确性具有至关重要的作用。
本说明书旨在提供对分子生物学实验室仪器的正确使用方法和维护技巧的指导，以确保实验室工作的顺利进行。
二、常用仪器1. 基因扩增仪基因扩增仪是分子生物学实验室常用的仪器之一，其中最常见的是PCR仪。
以下是PCR仪的使用步骤：- 将待扩增的DNA模板、引物和试剂添加至PCR管或96孔板中；- 根据所需的扩增程序，在PCR仪面板上设置合适的温度和时间参数；- 启动PCR仪，开始扩增；- 扩增结束后，及时取出试管或孔板，并进行下一步实验操作。
2. 凝胶电泳仪凝胶电泳仪主要用于观察DNA、RNA或蛋白质的迁移情况以及分子大小的测定。
以下是凝胶电泳仪的使用步骤：- 准备所需的琼脂糖凝胶，并注入到电泳槽中；- 将待检测的样品混合液加入到电泳槽中的样品孔中；- 在电泳槽两侧连接正负极电源，并设置合适的电压和时间参数；- 启动电源，进行电泳；- 电泳结束后，取出凝胶，进行染色或进一步分析。
3. 离心机离心机用于分离混合物中的固体颗粒和液体，是分子生物学实验室必备的仪器之一。
以下是离心机的使用步骤：- 将待离心的样品均匀加入离心管中，并保持离心管的平衡；- 将离心管放入离心机转盘的相应位置，并注意转盘的平衡；- 根据离心速度和时间要求，设置合适的参数；- 启动离心机，开始离心过程；- 离心结束后，小心取出离心管，注意避免离心管的倾斜或颠倒。
三、常见问题及处理方法1. 仪器出现异常- 若仪器出现异常操作或显示异常，应首先检查是否按照正确的使用步骤进行操作；- 仔细阅读仪器说明书，查看是否存在使用特殊注意事项；- 若仍无法解决问题，及时联系仪器维修人员进行检修。
2. 仪器维护- 每次使用仪器后，应进行基本的清洁和消毒，保持仪器干净整洁；- 定期检查仪器是否正常，如电源是否接触良好，仪器表面是否有明显损坏等；- 根据仪器的要求，及时更换耗材和维护配件。
分子生物学实验：安全与仪器使用
分子生物学实验安全
紫外线辐射的危害和防护
在实验室里常用的紫外光源包括 手提式紫外灯和紫外透射仪、凝胶成像系统 。 只能通过吸收有害波长的滤片或安全玻璃片才能观察。在紫外光下操作时要戴合适的预防性手 套。应佩戴具有紫外线防护功能的护目镜和/或防护面罩，并遮蔽暴露的皮肤。
建议：使用荧光染料，切胶在Dark reader上操作。
分子生物学实验安全
化学试剂的安全使用
DTT 二硫苏糖醇
很强的还原剂，散发难闻的气味。可因吸入、咽下或皮肤吸收而危 害健康。当使用固体或高浓度储存液时，戴手套和护目镜，在通风橱中 操作。 PMSF 苯甲基磺酰氟 一种高强度毒性的胆碱酯酶抑制剂。它对呼吸道黏膜、眼睛和皮肤有非常 大的破坏性。可因吸入、咽下或皮肤吸收而致命。戴合适的手套和安全眼镜， 始终在化学通风橱里使用。在接触到的情况下，要立即用大量的水冲洗眼睛或 皮肤，已污染的工作服作为有害废物处理。 Triton X-100 引起严重的眼睛刺激和灼伤。可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适 的手套和护目镜。
分子生物学实验安全
化学试剂的安全使用
过硫酸铵 (NH4)2S2O8 对黏膜和上呼吸道组织、眼睛和皮肤有极大危害性。吸入可致命 。操作时戴合适的手套、安全眼镜和防护服。始终在通风橱里操作， 操作完后彻底洗手。 叠氮钠（NaN3） 毒性非常大。它阻断细胞色素电子运送系统。含有叠氮钠的溶液要 标记清楚。可因吸入、咽下或皮肤吸收而损害健康。戴合适的手套和安 全护目镜，操作时要格外小心。 吉姆萨（Giemsa） 染料咽下可致命或引起眼睛失明，通过吸入和皮肤吸收是有毒的。 其可能的危险是不可逆的效应。戴合适的手套和安全护目镜。在化学通 风橱里操作，不要吸入其粉末。
Dark Reader 荧光透射仪 (Transilluminators) 的特点 : 1.Dark Reader 使用新的无毒 DNA 染料 : SYBR Green, SYBR Gold等, 避免了Ethidium Bromide (EB) 染料对人体的伤害。 2.Dark Reader使用 可见光 （400-500 nm）,没有UV（紫外线），将其对人体的伤害降低 至零。同时，大大降低了 对DNA样本的损伤，克隆DNA的效率将成百倍的提高。 3.灵敏度高，远远高于UV检测仪。 4.适 用染料范围广；荧光素 （fluorescein）, AttoPhos, GelStar, Vistra Green, SYPRO Orange, red-shifted GFP variants等都可使用。对于Rhodamines, Ethidium Bromide(EB)等激发光大于500 nm的染料亦 可适用；可以广泛用于DNA、RNA 以及蛋白质的检测。 5.Dark Reader同时提供琥珀色镜片的观 察眼镜（AG16），供切割凝胶时使用。 紫外照射消毒后由于空气中臭氧富集，不宜立即开始工作，应在停止紫外照射30 min后开始 工作，有条件的实验室，可安装无臭氧紫外灯。 超净工作台中进行紫外照射消毒后，也应用强风进行吹扫后再进行工作，以免臭氧危害身 体健康。
qpcr仪 工作原理
qpcr仪工作原理qPCR仪是一种用于检测和定量PCR反应的仪器。
它通过测量PCR反应体系中的荧光信号来确定反应体系中的模板DNA的数量。
本文将介绍qPCR仪的工作原理及其在分子生物学研究中的应用。
qPCR仪的工作原理主要包括PCR反应、荧光信号检测和数据分析三个步骤。
PCR反应是qPCR仪的基础。
PCR（聚合酶链式反应）是一种体外扩增DNA的方法，通过反复进行循环性的DNA变性、引物结合和DNA 合成，最终使目标DNA序列得以扩增。
在qPCR仪中，PCR反应通常包括预变性、扩增和终止三个阶段。
预变性阶段的目的是将DNA样本中的双链DNA变性为单链DNA，使其能够与引物结合。
扩增阶段是核酸链合成的主要阶段，此时引物与目标DNA序列结合并进行扩增。
终止阶段则是为了结束扩增反应并保持PCR产物的稳定性。
荧光信号检测是qPCR仪的关键步骤。
在PCR反应过程中，荧光染料与PCR产物结合并发出荧光信号。
常用的荧光染料有SYBR Green和TaqMan探针等。
SYBR Green是一种亲核染料，可以与DNA结合并发出荧光信号。
TaqMan探针则是一种双标记探针，其5'末端连接着荧光染料，3'末端连接着一个荧光淬灭剂。
TaqMan探针与PCR产物结合时，淬灭剂被切断，从而释放出荧光信号。
qPCR仪通过检测荧光信号的强度来确定PCR产物的数量。
数据分析是qPCR仪的关键环节。
qPCR仪会记录下PCR反应过程中荧光信号的变化，并将这些数据转化为扩增曲线。
扩增曲线可以反映PCR反应的动力学过程，包括指数增长期、平台期和饱和期。
通过分析扩增曲线的形状和荧光信号的阈值，可以计算出PCR产物的初始数量。
此外，还可以根据不同的数据处理方法，如绝对定量法和相对定量法，来计算目标DNA的相对表达水平或绝对拷贝数。
qPCR仪在分子生物学研究中有着广泛的应用。
首先，它可以用于基因表达分析。
通过比较不同样品中目标基因的表达水平，可以研究基因的调控机制和功能。
实验一分子生物学实验室常用仪器设备简介.
实验一分子生物学实验室常用仪器设备简介.第一篇：实验一分子生物学实验室常用仪器设备简介.实验一分子生物学实验室常用仪器设备简介一、实验目的熟悉分子生物学实验室常用仪器并熟练使用二、实验原理1、恒温气浴摇床：用于对温度和振荡频率有较高要求的细菌培养，发酵，杂交，生化反应及酶和组织研究等。
2、超净工作台：用于分子生物学无菌操作。
3、低温台式高速离心机：用于分离纯化DNA和蛋白质等，如基因片段的分离，蛋白酶的沉淀和回收等。
4、微量移液管：是连续可调的，计量和转移液体的专用仪器，其装有直接读数容量计。
有多种规格：①0.5-10μL②10-100μL③20-200μL④100-1000μL。
5、电泳仪：用于确定大分子物质的分子量以及鉴定物种亲缘关系的仪器。
6、PCR仪：用于目的基因的扩增，是一对寡糖核苷酸引物结合到正负DNA链上的靶序列两侧，从而酶促合成拷贝数为百万倍的靶序列DNA片段。
主要用于基础研究和应用研究等领域。
7、灭菌锅：用于细菌和细胞培养及核酸等有关实验使用的试剂，器皿及实验用具的严格灭菌。
三、实验仪器恒温气浴摇床、超净工作台、低温台式高速离心机、微量移液管、灭菌锅、PCR仪、电泳仪。
四、实验步骤（一）、恒温气浴要穿的使用：1、样品瓶牢固放入弹簧夹中2、接通电源开关，仪器进入准备状态3、参数设定，（设定温度、时间、转速等参数）4、按启动键仪器开始工作，按暂停键可暂停托盘的旋转；5、按电源键，显示屏显示消失，关闭电源总开关（二）、超净工作台的使用1、使用工作台时，先经过清洁液浸泡的纱布擦拭台面，然后用消毒剂擦拭消毒。
2、接通电源，提前30分钟打开紫外灯照射消毒，处理净化工作区内工作台表面积累的微生物，15分钟后，关闭紫外灯，开启送风机。
3、工作台面上，不要存放不必要的物品，以保持工作区内的洁净气流不受干扰。
4、操作结束后，清理工作台面，收集各废弃物，关闭风机及照明开关，用清洁剂及消毒剂擦拭消毒。
Sebia全自动凝胶电泳仪的临床应用
Sebia全自动凝胶电泳仪的临床应用随着生物技术的不断发展，分子生物学在临床诊断和治疗中的应用越来越广泛。
其中，全自动凝胶电泳仪作为一项重要的技术，为临床应用提供了强有力的支持。
本文将重点介绍Sebia全自动凝胶电泳仪及其在临床应用中的优势。
Sebia全自动凝胶电泳仪是一种高效、自动化的分子生物学分析仪器，主要应用于DNA、RNA和蛋白质的分析。
该仪器具有高分辨率、高灵敏度和高重复性的特点，能够提供准确、可靠的检测结果。
疾病诊断：全自动凝胶电泳仪能够通过对特定基因的表达水平进行分析，帮助医生对疾病进行早期诊断和预后判断。
例如，通过对肺癌、乳腺癌等肿瘤相关基因的表达水平进行检测，有助于医生对患者的病情进行准确诊断。
药物筛选：全自动凝胶电泳仪可以用于药物筛选过程中，通过对药物作用靶点的检测和分析，筛选出具有潜在疗效的药物。
这有助于缩短药物研发周期，提高药物研发效率。
遗传病诊断：全自动凝胶电泳仪能够对基因突变进行检测，帮助医生对遗传病进行诊断。
例如，通过对地中海贫血基因的检测，有助于医生对地中海贫血进行诊断。
微生物鉴定：全自动凝胶电泳仪可以用于鉴定细菌、病毒和其他微生物。
通过对微生物的基因组进行分析，有助于医生确定感染源，为感染性疾病的诊断和治疗提供依据。
血液分析：全自动凝胶电泳仪可以用于血液分析，帮助医生对血液疾病进行诊断。
例如，通过对血红蛋白、白细胞和血小板等血液成分的分析，有助于医生对贫血、白血病和血小板减少等疾病进行诊断。
优势：全自动凝胶电泳仪具有自动化、高分辨率和高灵敏度等优势，能够提供准确、可靠的检测结果。
该仪器操作简便，能够大大缩短检测时间，提高检测效率。
局限性：全自动凝胶电泳仪的价格较高，限制了其在临床的广泛应用。
该技术的灵敏度和特异性受限于检测样本的质量和数量，需要严格控制样本采集和处理的各个环节。
Sebia全自动凝胶电泳仪作为一种高效的分子生物学分析仪器，在临床应用中具有广泛的前景。
分子生物学科耗材及仪器
分子生物学科耗材及仪器
以下是一些常见的分子生物学科耗材及仪器：
1. 实验耗材：
- 移液器和吸头：用于准确量取液体。
- 离心管和离心机：用于分离和沉淀细胞、核酸和蛋白质等。
- 培养皿和培养箱：用于细胞培养和微生物培养。
- PCR 管和 PCR 仪：用于聚合酶链式反应（PCR）实验。
- 电泳槽和电泳仪：用于核酸和蛋白质的电泳分离。
- 试剂瓶和移液器：用于储存和分配试剂。
- 一次性手套和实验服：用于保护实验人员的安全。
2. 实验仪器：
- 紫外可见分光光度计：用于测定核酸和蛋白质的浓度。
- 凝胶成像系统：用于观察电泳结果。
- 实时荧光定量 PCR 仪：用于定量检测基因表达。
- 离心机：用于分离和沉淀细胞、核酸和蛋白质等。
- 移液器：用于准确量取液体。
- 生物安全柜：用于处理危险的生物样本，提供安全的实验环境。
这些耗材和仪器是分子生物学实验中常用的工具，它们的选择和使用将取决于具体的实验需求和研究目的。
在进行分子生物学实验时，正确选择和使用合适的耗材及仪器是确保实验成功和结果准确性的重要因素。
分子生物学实验室常用仪器及使用方法
实验一分子生物学实验室常用仪器及使用事实证明，在科学飞速发展的今天，无论从事哪个领域的研究，要想突破，除了有良好的理论基础外，更重要的是依赖于先进的技术和优良的仪器设备以及良好的研究环境。
一个标准的分子生物学实验室除了具有一般生物学实验室的常规仪器设备外，还具有一些特殊用途的仪器，这些仪器一般较精密，价格昂贵。
下面介绍这些仪器的使用方法和注意事项。
一、冷冻离心机低温分离技术是分子生物学研究中必不可少的手段。
基因片段的分离、酶蛋白的沉淀和回收以及其它生物样品的分离制备实验中都离不开低温离心技术，因此低温冷冻离心机成为分子生物学研究中必备的重要仪器。
在国内，有多个厂家生产冷冻离心机，本实验室的高速冷冻离心机为GL-20G-Ⅱ型（上海安亭），落地式。
配有角式转头：6×50ml、12×10ml和12×1.5ml。
极限转速20000rpm。
1. 安装与调试离心机应放置在水平坚固的地面上，应至少距离10cm以上且具有良好的通风环境中，周围空气应呈中性，且无导电性灰尘、易燃气体和腐蚀性气体，环境温度应在0～30℃之间，相对湿度小于80%。
试转前应先打开盖门，用手盘动转轴，轻巧灵活，无异常现象方可上所用的转头。
转子准确到位后打开电源开关，然后用手按住门开关，再按运转键，转动后立即停止，并观察转轴的转向，若逆时针旋转即为正确，机器可投入使用。
2. 操作程序（1）插上电源，待机指示灯亮；打开电源开关，调速与定时系统的数码管显示的闪烁数字为机器工作转速的出厂设定，温控系统的数码管显示此时离心腔的温度。
（2）设定机器的工作参数，如工作温度，运转时间，工作转速等。
（3）将预先平衡好的样品放置于转头样品架上，关闭机盖。
（4）按控制面板的运转键，离心机开始运转。
在预先设定的加速时间内，其运速升至预先设定的值。
（5）在预先设定的运转时间内（不包括减速时间），离心机开始减速，其转速在预先设定的减速时间内降至零。
分子生物学实验仪器设备分析
• 第一节 微量移液器
• 第二节 ＰＣＲ 仪
• 第三节 凝胶成像仪
• 第四节 恒温水浴锅
• 第五节 分子杂交仪
第一节 微量移液器
• 分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学， 通过研究生物大 分子（ 核酸、 蛋白质） 的结构、 功能和生物合成等来揭示各种生 命现象的本质。 本章将介绍分子生物学实验过程中基本仪器设备的 使用方法及注意事项等， 为相关实验操作奠定基础。
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第一节 微量移液器
• 四、 微量移液器的使用方法
• １． 容量设定 • 容量设定可通过容量调节轮的旋转来完成。 正确的容量设定有两个
步骤： 一是粗调， 即通过排放按钮将容量值迅速调整至接近需要的 预想值； 二是细调， 当容量值接近需要的预想值以后， 应将移液器 横置， 水平放至在观察者的眼前， 通过调节轮慢慢地将容量值调至 预想值， 从而避免视觉误差所造成的影响。 • 在容量设定时， 还有一个需要特别注意之处， 即从大值调整到小值 时， 调整到预想值即可； 但从小值调整到大值时， 需要超 １ ／ ３ 圈后再返回。 这是因为计数器里面有一定的空隙， 需要弥补。
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第一节 微量移液器
• 六、 微量移液器常见的错误操作
• （１） 吸液时， 移液器倾斜， 导致移液不准确。 • （２） 装配吸头时， 用力过猛， 导致吸头难以脱卸。 • （３） 平放带有残余液体吸头的移液器。 • （４） 用大量程的移液器移取小体积样品。 • （５） 直接按到第二挡吸液。 • （６） 使用丙酮或强腐蚀性的液体清洗移液器。
• 微量移液器的组成最早出现于 １９５６ 年， 由德国生理化学研究所 的科学家Ｓｃｈｎｉｔｇｅｒ 发明。 １９５８ 年， 德国 Ｅｐｐｅ ｎｄｏｒｆ 公司开始生产按钮式微量移液器， 成为世界上第一家生 产微量移液器的公司。 微量移液器的吸液范围一般为 ０ ５ ～ １ ０ ００ μＬ， 可用于微量移液， 是目前进行科学研究、 临床检测与诊 断必需的基本设备。
分子生物学常用的各种技术项目举例
环境。
溴化乙锭（EB）为致癌剂，操作时应戴手套，
尽量减少台面污染。
凝胶电泳原理-EB染色
核酸电泳的指示剂
• 核酸电泳常用的指示剂有两种：
•
⑴ 溴酚蓝
•
⑵ 二甲苯青，
溴酚蓝（bromophenol blue, Bb）呈蓝紫色；
二甲苯晴（xylene cyanol, Xc）呈蓝青色，它 携带的电荷量比溴酚蓝少，在凝胶中的的迁移 率比溴酚蓝慢。
分子生物学常用技术
3.1 凝胶电泳技术 3.2 分子杂交技术 3.3 P凝胶电泳技术
凝胶电泳(Gel electrophoresis)是分子克隆的中 心技术之一。
1. 琼脂糖凝胶用于分离200~1000bp的片段；
操作简单、快速，且分离范围广，分辨率高 2. 聚丙烯酰胺凝胶用于分离5~500bp的片段；
1. 放射性核素的标记 （1）切口平移法：该技术由Kelly等于1970年创立。是目前最常用 的一种脱氧核糖核酸的探针标记法。是利用大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ 的多种酶促活性将标记的dNTP掺入到新形成的DNA链中去，从而 合成高比活的均匀标记的DNA探针。线状、超螺旋及带缺口的双链 DNA匀可作为模板。首先，极微量的DNaseⅠ在Mg2+的存在下，在 DNA链上随机形成单链切口。利用大肠杆菌DNA聚合酶的5`→3′核 酸外切酶活性在切口处将从旧链5`—末端逐步切除。同时，在DNA 聚合酶Ⅰ的5`→3′聚合酶活性的催化下，
基因探针根据标记方法不同可粗分为放射性探针和非放射性探 针两大类，根据探针的核酸性质不同又可分为DNA探针，RNA探针， cDNA探针等几类，DNA探针还有单链和双链之分。 1.基因组DNA探针： DNA探针是最常用的核酸探针，指长度在几百 碱基对以上的双链DNA或单链DNA探针。
分子生物学常用技术(简化版)
Northern blot
类似于 Southern 印迹杂交的方法，用于 RNA 检测
in situ hybridization
原位杂交：特定 mRNA 的组织细胞分布
FISH Fluorescence in situ hybridization (FISH)：特定基因的染色体定位
反 Northern 杂交与 DNA 芯片
DNA解旋解链
DNA的体内复制
ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
5’
3’
TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
5’
GGAUCG
5’
AUCGCG
5’
引物酶
引物酶
RNA引物
RNA引物
DNA解旋解链
引物合成
DNA的体内复制
ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
核酸：测序、印迹、杂交、体外扩增技术 蛋白质：电泳与印迹、组学技术、相互作用
基本技术：
基因工程技术 转基因生物与基因敲除技术
综合技术：
基因诊断 基因治疗
应用技术：
第一节：核酸分子杂交
Molecular hybridization: 利用已知核酸序列 (探针/probe) 检测与其互补的未知核酸序列 用途： 确认核酸序列间同源性 对特定核酸序列进行定量 自核酸混合体中辨认特定核酸序列
1.什么是耐热 DNA 聚合酶
早期 PCR 曾使用 DNA 聚合酶 I
在高温时发生变性，每一循环都需要重新添加酶 延伸反应温度为 37℃，非特异性太多
目前常用 Taq DNA 聚合酶
纯化自嗜热水生菌 (Thermus aquaticus) 可耐受 95℃ 高温，最适反应温度为 72℃ 左右
分子生物学实验室的常规仪器设备及有关操作
分子生物学实验室的常规仪器设备及有关操作一、验室的常规仪器、设备（一) 温度控制系统：1。
冰箱: 根据药品、试剂及多种生物制剂保存的需要，必须具备不同控温级别的冰箱,最常使用的有：4℃、—20℃、-80℃冰箱。
4℃适合储存某些溶液、试剂、药品等。
—20℃适用于某些试剂、药品、酶、血清、配好的抗生素和DNA、蛋白质样品等。
-80℃适合某些长期低温保存的样品、纯化的样品、特殊的低温处理消化液等的保存。
0-10℃的冷柜适合低温条件下的电泳、层析、透析等实验。
2．液氮罐：有些实验材料、某些器官组织、细胞株、菌株及纯化的样品等，要求速冻和长期保存在超低温环境下，就需要一个液氮罐（—196℃）具有经济、省力和较好地保持细胞生物学特性的优点。
3．培养箱：37℃恒温箱用于细菌的固体培养和细胞培养。
CO2培养箱适用于培养各种细胞，可恒定地提供一定量的CO2（通常5%），用来维持培养液的酸度（pH值）。
37℃恒温空气摇床可进行液体细菌的培养。
4。
水浴锅：用于保温。
25—100℃水浴摇床可用于分子杂交试验,各种生物化学酶反应等试验的保温。
25—100℃水浴箱用于常规试验。
5。
烘箱：主用于烘干实验器皿，有些需要温度高些，有些需要温度低些.用于RNA方面的实验用具，需要在250℃烤箱中烘干,有些塑料用具只能在42-45℃的烤箱中进行烘干。
(二）水的净化装置：随着分子生物学的飞速发展，许多实验对水纯度的要求越来越高.1. 蒸馏水皿：单蒸水常难以满足实验要求。
双蒸水、三蒸水配液，许多实验要去离子水。
多次蒸馏水可除去水中挥发性杂质，不能完全除去水中溶解的气体杂质(Mn2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+、Mo（Ⅵ)）。
2。
离子交换器：去离子水-用离子交换法制取的水，称去离子水。
去离子效果好,但不能除去水中的非离子型杂质,其中常含有微量的有机物(树脂等)。
3．超纯水:用蒸馏水、离子交换水、反渗透纯水做为供水,磁铁耦合齿轮泵作用使水循环。
分子生物学实验常用仪器设备ppt课件
测定核酸含量 蛋白质含量 细菌生长密度
紫外透射仪
观测琼脂糖 凝胶电泳的 结果
台式高速冷冻离心机
德国effendorf 最高转速
25000rpm 感受态细胞的制
备
台式高速离心机
德国 eppendorf
最高转速 12500rpm
DNA样品制备
全温摇床（振荡器）
DNA 制备 细菌繁殖
PCR 仪
凝胶电泳装置 --水平电泳仪
琼 脂 糖 凝 胶 电 泳
凝胶电泳装微量离心管
又作：指管、 eppendorf管
常用0.5ml 1.5ml 微量物质离心沉淀 PCR 标记探针 样品保存 菌种保存
恒温培养箱
菌 株 培 养
自动高压蒸汽灭菌器
器具灭菌 培养基灭菌
制冰机和纯水仪
冰箱和超低温冰柜
pH计和pH试纸
磁力搅拌器
超净工作台
直流式 细菌增殖 质粒纯化
凝胶成像仪
凝 印胶 及电 分泳 析结
果 的 保 存 、 打
恒温循环仪
酶切
动物DNA 制备
微波炉
溶化琼脂和 琼脂糖
分子生物学实验讲义(2020版-)
《分子生物学》实验讲义实验一分子生物学实验基础知识及常用仪器介绍实验二质粒DNA分离纯化实验三琼脂糖凝胶电泳实验四聚合酶链反应(PCR)检测质粒DNA实验五限制酶切鉴定质粒DNA实验一分子生物学实验基础知识及常用仪器介绍一、实验目的了解分子生物学实验特点，了解分子生物学实验室常用设备及基本实验操作。
二、实验内容1.分子生物学实验知识⑴严格操作规程分子生物学实验一般比较复杂，如所用试剂多、操作步骤多、实验时间长等，因此为保证实验效果，在实验室中一定要有整体观念，严格按照操作规程进行。
⑵耐心细致操作实验中不能急于求成，特别是对于初入门者，应反复操作，积累经验。
⑶习惯微量操作在分子生物学实验中，试剂的用量往往很少，常常细到1ul液体、ug或ng固体，这是平常肉眼很难看到的，所以刚刚接触实验的人往往感到不习惯，总是担心要取的东西能否看到、准不准确，操作的样品会不会丢失，总是想加大反应体积，以为越多越好。
这些观念都是错误的。
只有定时定量加入液体，才能保证实验成功，所以平时应加以练习，逐渐建立微量操作的观念才能解决好问题。
⑷防止实验污染分子生物学实验的对象主要是核酸，不同生物材料的DNA和DNA之间，不同的样品之间，核酸酶等蛋白酶与核酸之间，产物与反应物之间都有可能造成污染，最终导致实验的失败。
故要从所用试剂、仪器设备、耗材及操作人员等方面进行防止污染的操作。
⑸正确处理试剂分子生物学实验中对试剂的要求十分严格，包括试剂的等级、配制、除菌储备等各方面均有严格要求。
⑹注意实验安全分子生物学实验中，操作者常会接触一些对人体有害的试剂，必须实验安全要求进行实验操作，否则会给实验室甚至整个人类带来巨大的危害。
2.分子生物学实验常用仪器介绍⑴微量取液器⑵水纯化装置（离子交换器、超纯水装置）⑶离心机（低速、高速、超速）⑷电泳装置（电泳仪、电泳槽）⑸灭菌设备（高压蒸汽灭菌锅、过滤除菌器）⑹超净工作台⑺PCR仪⑻凝胶成像系统（紫外分析仪、核酸凝胶电泳图谱的记录）⑼温度控制设备（冷冻设备、培养箱、水浴箱、烤箱）⑽其它设备（紫外可见分光光度计、微波炉、凝胶干燥器、真空干燥仪）3.分子生物学基本实验操作⑴基因组DNA的分离与纯化（核酸浓度和纯度测定）⑵真核细胞mRNA的分离与纯化⑶质粒DNA的提取⑷PCR基因扩增实验⑸限制性内切酶酶切实验⑹DNA重组技术⑺DNA转移技术⑻DNA测序：化学法、双脱氧链终止法⑼核酸探针的制备技术：末端标记、PCR法制探针、非放射性探针⑽分子杂交技术：Southern印迹、Northern印迹和Western印迹4.微量移液器的使用可调节微量移液器标准操作程序（适用的液体：水、缓冲液、稀释的盐溶液和酸碱溶液）：⑴调节数字至所需体积；⑵装上吸嘴（不同规格的移液器用不同的吸头），注意气密性）；⑶按到第一档，垂直进入液面几毫米；⑷缓慢松开控制按钮（否则液体进入吸头过速会导致液体倒吸入移液器内部吸入体积减少）；⑸停顿1s后将吸嘴提离开液面；⑹平稳按压打出液体。
分子生物学常用仪器介绍2PPT课件
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种类
• 台式（实验室用）PH计 • 便携式（实验室用）PH计 • 工业用PH计 • 多功能（实验室用）PH计
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工作原理
• pH值通常用电位法测量 • 可分为电极部分和电计两部分。 • 电极的主要作用就是将被测溶液的酸碱性等信号转化为电位值。 • 电计的作用就是将电极转换的电位值等信号进行放大处理并指示
根据实际情况及时修改参数，以达到最佳 效果。 G. 使用后盖好防尘罩。
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荧光定量PCR仪应用
➢ 定量检测
绝对定量：基因表达研究、转基因食品检测、病原 体检测 相对定量：基因在不同组织中的表达差异、药物疗 效考核
➢ 点突变检测
与疾病相关的等位基因点突变检测 SNP检测
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主要用途
• 用于哺乳动物细胞、胚胎细胞或植物原生质体的穿孔，可有效转 移任何大小或复杂度的DNA、蛋白质，适用于原核细胞和真核细 胞的转染，细菌和酵母的转化。
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超低温冷藏柜
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生物材料的冻存（1）
• 0—8℃ 疫苗保存箱 可用于储存疫苗、药剂、血液等 2—8℃ 药品保存箱 药品保存箱是医疗行业冷藏药品的专业设 备，也可用于储存生物制品 4℃ 血液保存箱 医疗行业冷藏血液（全血）的专业冷藏设备， 也可以用于冷藏药物，生物制品 —25℃~ —40℃ 低温保存箱 可用于保存血浆，生物材料，疫 苗、试剂等
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生物材料的冻存（2） • —40℃低温保存箱 可用于特殊材料的低温实验、冻存血浆、生物材料、
疫苗等 —60℃ ~ —70℃超低温保存箱 保存生物材料、血浆以及特殊材料的低 温试验 —86℃ 超低温保存箱 用于保存病毒、病菌、红细胞、白细胞、皮肤、骨 骼、细菌、精液、生物制品，远洋制品，特殊材料的低温试验等 —156℃ 深低温保存箱 用于保存病毒、病菌、红细胞、白细胞、DNA/ RNA、皮肤、骨骼、细菌、精液、生物制品临床试验品等。
生物化学实验中的仪器与设备
生物化学实验中的仪器与设备生物化学实验中，仪器与设备的使用起着至关重要的作用。
通过科学而精确的操作，能够获得可靠的实验结果，进而推动生物化学研究的发展。
本文将介绍几种常见的生物化学实验仪器与设备，并探讨它们在实验中的应用。
一、分光光度计分光光度计是生物化学实验中常见的仪器之一。
它通过测量溶液对特定波长光的吸收或透过来确定溶液的浓度。
分光光度计的工作原理是通过将可见光或紫外光通过溶液中，利用光的吸收作用来计算溶液的浓度。
在DNA测定、蛋白质浓度测定等实验中，分光光度计被广泛应用。
二、离心机离心机是一种常见的生物化学实验仪器，它通过离心力将样品内的细胞、碎片或其他颗粒物质沉淀到管底，从而分离出上清液和沉淀物。
离心机在细胞培养、离心沉降、蛋白质提取等实验中发挥着重要的作用。
三、电泳仪电泳仪是生物化学实验中不可或缺的仪器之一。
它通过电场作用将带电的生物分子（例如DNA、蛋白质）在凝胶中移动，从而实现对这些分子的分离和分析。
电泳仪广泛应用于DNA分析、蛋白质分析等实验中。
四、pH计pH计是一种用于测量溶液酸碱性的仪器。
生物化学实验中，酸碱性的精确控制对于诸多实验至关重要。
pH计通过测量溶液中氢离子的浓度来确定溶液的酸碱性。
在酶活性研究、酸碱反应等实验中，pH计的使用是不可或缺的。
五、实时荧光定量PCR仪实时荧光定量PCR仪是分子生物学和遗传学研究中重要的仪器之一。
它通过荧光信号的检测来监测DNA的扩增过程，从而定量分析初始DNA的含量。
实时荧光定量PCR仪在基因表达分析、病原体检测等领域有着广泛的应用。
六、冷冻离心机冷冻离心机是一种用于生物样品冷冻离心的仪器。
在生物化学实验中，冷冻离心机被广泛用于富集样品中的蛋白质、RNA或DNA等。
冷冻离心机通过低温离心过程中控制冷却系统，可以防止样品中的目标分子被降解。
七、质谱仪质谱仪是一种用于分析复杂混合物成分的仪器。
它通过将分子样品分解成带电离子，并通过测量带电离子的质量和相对丰度来确定样品中各种成分的含量和结构。
分子生物学领域常用的实验室仪器介绍
分子生物学领域常用的实验室仪器介绍分子生物学领域是现代生命科学的重要分支之一，它研究的是生物分子层面的生命过程，旨在深入揭示生命的本质和机制。
而在分子生物学研究中，实验室仪器则是不可或缺的工具，它们不仅可以帮助研究者进行实验操作，还能够提高实验结果的可靠性和精度。
本文将为大家介绍分子生物学领域常用的实验室仪器。
一、PCR扩增仪PCR（聚合酶链式反应）扩增技术是分子生物学领域中最常用的实验技术之一，是通过对核酸单链进行不断反复的扩增，从而获得足够多的样品用于后续的实验研究。
PCR扩增仪是一种能够精确控制温度并产生稳定温度的设备，它可以通过快速升温和降温的方式对PCR反应的反应体系进行加热和冷却，以满足PCR反应各个步骤所需的不同温度条件。
根据不同的实验需求，PCR扩增仪通常有单块、双块和四块等不同规格型号。
二、电泳仪电泳是一个常见的探测和分离生物分子的方法，尤其在DNA和RNA分子的研究中应用广泛。
电泳仪则是进行电泳实验的设备。
电泳仪根据不同的实验需求、对样品大小和数量的要求，可以选择垂直电泳仪、平板电泳仪、毛细管电泳仪、聚丙烯酰胺凝胶等不同类型的电泳仪。
其中，聚丙烯酰胺凝胶电泳仪是目前应用最广泛的电泳仪之一，它可以以高效、稳定和可重复的方式对生物分子进行分离、检测和纯化。
三、荧光定量PCR仪荧光定量PCR（实时PCR）技术是PCR技术的一种延伸，它通过检测PCR反应过程中荧光信号的变化动态监测扩增产物的累积情况，从而实时定量测定PCR反应产物的含量。
荧光定量PCR仪是荧光定量PCR技术实验的核心设备，它通过荧光信号的强度或增长速率来定量PCR反应物质的含量。
荧光定量PCR仪可根据实验数量和复杂程度的不同分为单通道和多通道两种类型。
四、显微镜生物显微镜是分子生物学领域中经常使用的设备，它主要用于观察、研究和记录细胞和组织样品的结构和形态特征，以及细胞间和分子间的相互作用和动态过程。
在生物领域中广泛应用多种类型的显微镜如荧光显微镜、激光共聚焦显微镜、超高分辨率显微镜等。
临床分子生物学检验常用仪器与技术
临床分子生物学检验常用仪器与技术
临床分子生物学检验常用仪器与技术包括多种常规和高级技术，如PCR、RT-PCR、Western blot、Northern blot、Southern blot、ELISA、DNA测序、基因芯片等。
其中，PCR和RT-PCR是检验DNA和RNA的基础技术，可用于检测病原体、遗传病、肿瘤等。
Western blot、Northern blot和Southern blot是分别用于检测蛋白质、RNA和DNA 的技术，可用于分析基因表达、筛选基因、检测突变等。
ELISA是一种用于检测抗原或抗体的技术，可用于诊断感染性疾病、自身免疫性疾病等。
DNA测序和基因芯片是高级技术，可用于研究基因组学、转录组学、生物信息学等。
这些技术的应用使得临床分子生物学检验更加精准、快速和高效，为疾病的诊断、治疗和预防提供了更多的手段和可能性。
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一、全自动DNA测序仪的检测原理
（二）新生链的荧光标记原理
1. 多色荧光标记法 将荧光染料标记在作为终止底物的双脱氧单核苷酸上。 反应中将4种ddNTP分别用4种不同的荧光染料标记，带有 荧光基团的ddNTP在掺入DNA片段导致链延伸终止的同时， 也使该片段端标上了一种特定的荧光染料。 经电泳后将各个荧光谱带分开，根据荧光颜色的不同来判 断所代表的不同碱基信息。 2. 单色荧光标记法 单色荧光标记法所用荧光染料仅一种，与多色荧光标记法 不同的是，单色荧光标记引物法和荧光标记终止底物法均 需将A、T、C、G四个反应分别在不同扩增管中进行，电泳 时各管产物也分别在不同泳道中电泳。
2. 变温气流式实时荧光定量PCR扩增仪 PCR扩增样品槽被设计成可以 旋转的类似离心转子的结构， 借助空气加热，转子在腔内旋 转。 样品孔之间的温度差异小于 0.01℃，加热均匀。 激发光源采用寿命较长的发光 二极管（LED）冷光源。
3. 各孔独立控温的实时荧光定量PCR扩增仪 不同样品槽分别拥有独立的智能升降温模块，各孔独立控 温，可以在同一台定量PCR仪上分别进行不同条件的定量 PCR反应， 随时利用空置的样品槽开始其他定量PCR实验，使用效率 非常高。 升降温速度高达10℃/s，控温精度高。 每个模块独立控制的激发光源和检测器直接与反应管壁接 触，保证荧光激发和检测不受外界干扰。 整合多通道光学检测系统，能有效分辨多种荧光染料，可 对同一样品进行多靶点分析，同时检测四种荧光信号。
缓冲系统：
（三）TaqMan荧光标记探针实时PCR技 术的基本原理 在普通PCR反应体系中加入了 TaqMan荧光标记探针
•TaqMan荧光标记探针特点：
探针序列能与待测模板中部某段序列互补结合； 探针的5＇端标记荧光报告基团，3＇端标记荧光淬灭基团。 完整的探针因荧光报告基团和荧光淬灭基团距离过近而使荧 光报告基团发射的荧光被淬灭； 当探针被降解时，荧光报告基团和荧光淬灭基团分离，这时 才能发射出荧光，被荧光检测器所检测到。 •Taq DNA聚合酶在具有5＇→3＇方向的聚合酶活性的同时， 还具有5＇→3＇外切核酸酶活性。 •在实时荧光PCR的反应过程中，变性步骤完成后在Taq DNA 聚合酶的作用下，从引物的3‘端开始复制新链，当复制到探 针的5’端时会逐一水解探针的每一个核苷酸。
•TaqMan探针上的荧光报告基团和荧光淬灭基团会彼此分离， 荧光淬灭基团对荧光报告基团的淬灭作用解除，荧光报告基团 在激发光的激发下会产生一次荧光。 •在反应过程中，每一次PCR循环都会产生一次荧光，随着 PCR循环次数的增加，会出现荧光量的积累。 •实时PCR的结果以阈值循环数（Ct值）的形式给出，Ct值的 大小与模板DNA的起始拷贝数成反比，起始模板量越高，Ct 值越小，反之则Ct值越大。 •用于荧光报告基团的有6-羧基荧光素（FAM）、四氯-6-羧基 荧光素（TET）、六氯-6-羧基荧光素（HEX）；用于荧光淬 灭基团的是6-羧基-四甲基罗丹明（TAMRA）。
30次循环后靶序列扩增的数量
1 cycle = 2 Amplicon
No. of Cycles 1 2
No. Amplicon Copies of Target 2 4
2 cycle = 4 Amplicon
3 cycle = 8 Amplicon
4 cycle = 16 Amplicon
3
4 5
8
16 32 64 1,048,576 1,073,741,824
5 cycle = 32 Amplicon
6 cycle = 64 Amplicon
6 20 30
7 cycle = 128 Amplicon
总结：PCR扩增体系的5要素：
模板 引物 原材料：dNTPs（dATP、dTTP、dCTP、 dGTP） Taq酶
三、PCR扩增仪的性能与临床应用
（一）PCR扩增仪的性能
3. 其他性能 （1）样品基座容量和样品数 多数PCR扩增仪配备了可更换的多样式样品基座，匹配不 同规格的样品管。 （2）软件功能： 新型的PCR扩增仪都常规使用优质配套软件，此类软件易 学易用，还具有实时信息显示、记忆存储多个程序、自动 倒计时及自动断电保护等功能。
三、PCR扩增仪的性能与临床应用
（一）PCR扩增仪的性能
1. 温度控制 （1）温度的准确性： PCR扩增仪运行过程中，放置PCR反应管的样品孔实际温 度与设定温度的一致性，是PCR扩增仪最重要的性能指标。 一般要求显示温度和样品实际温度差精确到0.1℃。 （2）温度控制的均一性： 指样品孔之间的温度差异，关系到不同样品孔之间反应结 果的一致性，一般要求样品孔基座温差小于0.5℃。 （3）升降温的速度： 升降温的速度是指在高温变性、低温退火和适温延伸三个 温度之间温度变化的速度。升降温速度快。
TaqMan实时荧光定量PCR
（四）双链DNA交联荧光染料实时PCR技术的基本 原理
SYBR GreenⅠ是一种可以非特异性地结合在双链DNA小 沟的荧光染料，它能嵌合在DNA双链间，不能结合在DNA 单链内。
SYBR GreenⅠ
SYBR GreenⅠ在游离状态时，发出微弱的荧光，在PCR 反应体系中加入SYBR GreenⅠ荧光染料，当它结合到双 链DNA上时就会产生很强的荧光。
三、PCR扩增仪的性能与临床应用
（一）PCR扩增仪的性能
2. 荧光检测 （1）荧光检测范围： 一般要求达到101～1010 DNA（RNA）拷贝/ml。 （2）仪器检测通道数量： 以4个通道检测的居多，部分仪器具有6个检测通道。 （3）Ct值精密度： cycle threshold, Ct值是每个反应管内的荧光信号到达设 定的阈值时所经历的循环数，每个模板的Ct值与该模板的 起始拷贝数的对数存在线性关系，起始拷贝数越多，Ct值 越小。 Ct值的变异系数（CV）≤2.5%。
二、PCR扩增仪的结构与工作原理
2. 变温金属块式PCR扩增仪 主要结构特点是在同一个金属 块上完成高温变性、低温退火 和适温延伸三个温度的交替变 化。
金属块的材质主要是铝合金或 不锈钢，上面有放置PCR反应 管凹孔
温度控制方式有两种：压缩机 控温，半导体控温。
二、PCR扩增仪的结构与工作原理
（四）双链DNA交联荧光染料实时PCR技术的基本 原理 在一次PCR循环过程中，高温变性时荧光强度很低， 适温延伸结束时荧光强度明显增高。随着PCR循环 次数的增加也会出现荧光量的积累，可以达到相对 定量模板的目的。
二、PCR扩增仪的结构与工作原理
（一）普通PCR扩增仪的结构与工作原理 1.水浴式PCR扩增仪
5. 原位PCR扩增仪
在细胞内进行PCR扩增，而组织细胞的形态不被破坏，它 是原位杂交与PCR技术的结合。
原位PCR仪样品基座上有若干平行的铝槽，每条铝槽内可 垂直放置一张载玻片（玻片上预制有细胞悬液、组织切片 等）。 每张载玻片面均与铝槽紧密接触，温度传导极佳，温度控 制精确。
在普通PCR扩增仪的基础上增加一个原位PCR模块，更换 后就可以进行原位PCR扩增。
第十四章 临床分子生物学检验常用仪器与技术
王瑞雪 山西大医院
目 录
第一节 PCR扩增仪
第二节 全自动DNA测序仪 第三节 核酸自动化提取系统 第四节 蛋白质测序仪
第一节 PCR扩增仪
（一）PCR扩增仪的分类 •普通PCR扩增仪又称为定性PCR扩增仪 梯度PCR扩增仪 实验目的 原位PCR扩增仪。 水浴式PCR扩增仪 根据变温方式 变温金属块式PCR扩增仪 变温气流式PCR扩增仪 •荧光定量PCR扩增仪
（二）PCR技术的基本原理
PCR扩增仪的基本原理是体外DNA片段扩增。 高温变性，是双链DNA加热到94℃左右，并保持一定时间 后，双链之间氢键断裂解开螺旋成为两条单链DNA，这两 条单链DNA均可与引物结合作为PCR扩增的模板。 低温退火，是当温度降至55℃左右，两条引物分别与已经 变性的两条单链DNA片段按碱基互补的原则结合。 适温延伸，是在适宜的温度（72℃左右）下，在耐热DNA 聚合酶（Taq酶）、dNTPs（dATP、dTTP、dCTP、 dGTP）及PCR反应缓冲液存在的条件下，以引物的3‘端 为起点，按A—T、C—G碱基互补的原则，以单链DNA为 模板进行DNA片段半保留复制。高温变性、低温退火和适 温延伸三个步骤为一次PCR循环。
3. 变温气流式PCR扩增仪 依据空气气流的动力学原理，以冷热气流为介质对PCR管 进行升降温，实现三个温度循环。 加热方式是由金属线圈加热，降温是由压缩机制冷降温。 以空气为介质，与PCR管严密接触，温度均一性好，升降 温速度快。
二、PCR扩增仪的结构与工作原理
4. 梯度PCR扩增仪 梯度PCR扩增仪的结构与变温金属块式PCR扩增仪的结构 基本相同，在温度控制环节增加了梯度功能。 使用梯度PCR扩增仪，可以对PCR反应中的高温变性、低 温退火和适温延伸三个温度循环中的任何一个温度进行梯 度实验。 PCR反应能否成功，退火温度十分关键，需要室验人员多 次摸索。梯度PCR仪可以实现一次PCR实验就可以摸索出 最合适的反应条件。多种温度可在一台扩增仪上同时完成， 既节省时间、提高实验效率，有节约实验成本。
三、PCR扩增仪的性能与临床应用
（二）PCR扩增仪的临床应用
1. 在感染性疾病中的临床应用 （病毒、细菌、寄生虫、耐药 基因等） 临床应用最广泛的是乙型肝炎病毒DNA（HBV DNA）和 丙型肝炎病毒RNA（HCV RNA）定量检测。病毒基因变异、 AIDS、SARS、TB等的诊断和治疗中也有广泛的应用。 2. 在遗传性疾病中的应用 目前临床应用PCR诊断的遗传性疾病多为单基因遗传病， 如β-地中海贫血、镰形红细胞贫血、Huntington舞蹈病、 苯丙酮尿症、血友病等。
三、PCR扩增仪的性能与临床应用
（一）PCR扩增仪的性能