基于核酸的分析方法
核酸的提取与鉴定实验报告
核酸的提取与鉴定实验报告核酸的提取与鉴定实验报告引言：核酸是生命的基础，它存在于细胞的核内，承载着遗传信息的传递和表达。
在现代生物学研究中，核酸的提取与鉴定是非常重要的实验步骤。
本实验旨在探究核酸提取的方法以及鉴定核酸的质量和纯度。
一、核酸提取方法核酸的提取方法有多种，本实验采用了常用的酚-氯仿法。
首先，将待提取的细胞或组织样品加入细胞裂解液中，通过离心将细胞碎片沉淀下来。
然后，使用酚和氯仿进行提取，酚层中含有核酸和脂质，氯仿层中含有蛋白质。
通过离心将酚层和氯仿层分离，进一步提取纯净的核酸。
二、核酸的鉴定1. 纯度检测核酸的纯度是指核酸溶液中核酸与其他杂质的比例。
常用的纯度检测方法有比色法和光谱法。
本实验中使用了光谱法，即通过测量核酸溶液的吸光度来评估其纯度。
纯度越高，吸光度比值（A260/A280）越接近1.8。
实验结果显示，所提取的核酸样品的纯度在可接受范围内。
2. 浓度测定核酸的浓度是指单位体积核酸溶液中核酸的含量。
浓度测定常用的方法有比色法和荧光法。
本实验中采用了比色法，即通过比较核酸溶液的吸光度与标准曲线的关系来确定核酸的浓度。
实验结果显示，所提取的核酸样品的浓度为Xμg/μl。
3. 碱基组成分析核酸的碱基组成是指核酸中腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）的相对含量。
碱基组成分析可以通过核酸测序技术来完成。
本实验中使用了Sanger测序技术，通过测序结果可以确定所提取核酸的碱基组成。
4. 凝胶电泳分析凝胶电泳是一种常用的核酸分析方法，可以根据核酸的大小和电荷来分离核酸。
本实验中使用琼脂糖凝胶电泳，将提取的核酸样品与DNA分子量标准品一同加载到琼脂糖凝胶槽中，通电分离。
通过观察凝胶上的DNA条带，可以初步判断核酸的大小和纯度。
结论：通过本实验，我们成功提取了核酸样品，并进行了一系列的鉴定实验。
通过纯度检测、浓度测定、碱基组成分析和凝胶电泳分析，我们确定了所提取核酸的质量和纯度。
核酸的定量分析方法
主要有紫外-可见光谱法、荧光光谱法、红外光谱法、拉曼光谱法等。
基于光谱学的定量分析方法的优缺点
优点
操作简单，适用范围广，无需使用放射性同位素标记，可用于多种类型核酸的定量。
缺点
易受样品中杂质的影响，准确性较低，重现性较差。
光谱学定量分析的实例和应用领域
实例
紫外-可见光谱法定量分析DNA和RNA样品中的浓度和纯度。
VS
应用领域
基因组学、蛋白质组学、生物医药、环境 科学、法医学和化学计量学等领域。
05
基于生物芯片的定量分析方 法
生物芯片的原理及定量分析方法
生物芯片原理
生物芯片是一种高通量的生物分析技术，通过将生物分子固定在固相基质上 形成微阵列，然后利用特异性探针进行检测和定量分析。
定量分析方法
通常采用荧光标记或化学发光标记的核酸探针与生物芯片上的核酸序列进行 杂交，然后通过荧光信号或化学发光信号的强度来检测和定量分析目标核酸 序列的浓度。
VS
同位素标记法
通过在标准品和未知品中加入不同量的同 位素标记物，利用凝胶电泳将核酸分子分 离，再通过同位素检测器检测标准品和未 知品中同位素标记物的含量，从而计算未 知核酸浓度。该方法操作简便，但同位素 标记物具有放射性，对环境和人体健康可 能产生影响。
凝胶电泳定量分析的优缺点
优点
凝胶电泳具有高分辨率、可重复性好、操作简便、成本低廉 等优点，是核酸分子定量分析的常用方法之一。
缺点
需要使用较多的试剂和操作步骤，可能会受到非特异性杂交和酶抑制物的影响， 同时也存在一定的误差率。
循环酶放大技术定量分析的实例和应用领域
实例
采用循环酶放大技术对细菌、病毒、基因组、mRNA等多种 类型的核酸进行了定量分析，取得了较好的结果。
核酸琼脂糖凝胶电泳原理
核酸琼脂糖凝胶电泳原理核酸琼脂糖凝胶电泳是一种常用的核酸分析方法。
它通过核酸分子在琼脂糖凝胶上的迁移速度，实现对核酸分子的大小分离和纯化。
这种方法被广泛应用于DNA和RNA的分离和检测，可用于研究生物学中许多问题，如基因组分析、DNA测序、PCR产物分析、RNA剪接等。
核酸琼脂糖凝胶电泳的原理是基于核酸带电分子在电场作用下在琼脂糖凝胶中迁移，由此分离不同大小的分子。
琼脂糖凝胶是一种多孔性的凝胶材料，它可以通过孔径大小的不同选择不同大小的核酸分子。
琼脂糖凝胶存在于不同的浓度（即凝胶密度）中，根据不同的要求选择不同的密度，可以得到分离效果更好的凝胶。
在电泳前，琼脂糖凝胶被浸泡在缓冲溶液中，以保持凝胶的稳定性和适宜pH值。
核酸的分离和检测是通过核酸电泳仪来实现的。
核酸电泳仪由外部电源、电泳仪仪器、电容器、多通道探针等组成。
核酸试样通过特定方法加入到琼脂糖凝胶的槽内，接下来加入电泳缓冲液，使缓冲液和试样混合均匀。
然后将电泳仪按需要设置电泳时间、电场强度等，并且使缓冲液移动到大夹板中。
通过施加特定电场，核酸分子被迫移动，最终到达琼脂糖凝胶的底部。
在电泳结束时，用染料对琼脂糖凝胶进行染色，以使DNA或RNA带能够被清晰地观察到。
核酸琼脂糖凝胶电泳的准确性取决于许多因素，如电场强度、凝胶浓度、琼脂糖凝胶孔径和核酸带电质量等。
如果核酸分子太大，可能会受到凝胶的限制，从而无法被完全分离。
另一方面，如果核酸分子太小，可能会被快速通过凝胶而无法被分析。
因此，实验者需要逐步优化核酸琼脂糖凝胶电泳条件，以获得最佳的分离效果。
总之，核酸琼脂糖凝胶电泳是一种可靠的核酸分离和检测方法。
它适用于许多生物学研究领域，是现代分子生物学中不可缺少的技术。
核酸的定量分析方法
光
分
析
DNA
法
AO-ST体系能 量发生荧光猝 灭
DNA浓度与荧光 猝灭强度呈线性 关系
检出限 2.6× 10-7mol/L
线性范围为 0～ 1.1× 10-6mol/L
1.DNA促进AO-ST间的荧光能量转移
下图表明ST的电子吸收光谱与AO的荧光发射光谱重叠。AO的荧
光在ST存在时明显地被淬灭，说明两者在水溶液中存在能量的转
准确、分析适应性广等特点。
DNA电化学生物传感器：基本原理
电
电压
ssDNA
化
（单链DNA）
学 法
杂交反应
电流
待测溶液
（样品中与之互补 的另一条DNA）
电导
样品中DNA的结构 和含量的测定
差分脉冲和方波伏安法研究亲和素-生物素固载ssDNA的生物传感器
Pt电极预 处理（抛光）
ssDNA在铂 电极表面的 固定化
核酸(DNA或RNA)在中性至碱性介质中由于核苷酸上磷酸基的离 解而能以有机 离子形式存在，因此能用某些碱性染料对其加以 测定。
定
以后所测得的含磷量，以及该样品的无机磷含量，即样品未经消化
磷
法
直接测得的含磷量。将总磷量减去无机磷才是该有机磷物质的含磷
量。
定磷法简单、快速、灵敏度高，但是受蛋白质和核苷酸的影响。
核苷、核苷酸、核酸的组成成分中都有嘌呤、嘧啶碱基，这些碱基
紫
都具有共轭双键 （ -C-C=C-C=C-），在紫外光区的250-280nm处有强烈
紫 外
RNA的质量浓度(mg/L)＝ A260nm 稀释倍数
吸
0.024 L
收
DNA的质量浓度（mg / L) A260nm 稀释倍数
核酸的定量分析方法
其他比值法
总结词
除了染料法和酶法之外，还有一些其他的比值法用于 核酸的定量分析。
详细描述
这些方法包括荧光定量PCR法、基因芯片法、数字 PCR法等。荧光定量PCR法是一种实时定量PCR技术 ，通过在反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号的 积累与核酸浓度之间的线性关系来实现对核酸的定量 分析
06
基于荧光染料的方法
。
优点
简单易行，对样品预处理要求 较低，定量准确度高。
荧光光谱法
原理
荧光光谱法是通过特定波长的激发光激发核酸分子中的荧光基团，产生荧光信号，通过测量荧光信号的强度，对核酸进行定 量分析。
应用范围
该方法主要应用于低浓度核酸样品的定量分析，如基因芯片、蛋白质芯片等。
优点
灵敏度高，可实现多通道检测，特异性较强。
应用
核酸质谱法在基因突变筛查、基因表达差异分析、基因测序 等方面有广泛的应用。
基质辅助激光解吸/电离质谱
原理
基质辅助激光解吸/电离质谱是一种将样品固定在某种基质上，再用激光束照 射，使样品瞬间气化并离子化的方法。
应用
基质辅助激光解吸/电离质谱在蛋白质组学、代谢组学、生物医药等领域有广 泛的应用。
同位素标记法
原子光谱法
01
02
03
原理
原子光谱法是通过原子能 级跃迁时吸收或发射特定 波长的光，对核酸中的元 素进行定量分析。
应用范围
该方法主要应用于分析核 酸中的元素种类和含量， 如P、S等。
优点
可同时检测多种元素，灵 敏度高，精密度高。
04
基于质谱的方法
核酸质谱法
原理
核酸质谱法利用质谱技术，将核酸分子离子化并分离出不同 质量的离子，从而实现对核酸的定量分析。
新冠核酸检测原理和方法
新冠核酸检测原理和方法
新冠病毒核酸检测是目前常用的诊断方法之一，通过检测人体样本中的病毒核酸来确认感染情况。
这种检测方法的原理基于核酸的特异性反应。
核酸检测的基本步骤是：收集样本、提取病毒核酸、核酸逆转录（如果是RNA病毒）、扩增特定基因片段、检测扩增产物。
首先，医务人员会采集患者咽拭子、鼻拭子、唾液、血液等样本，并将其置于含有保护剂的管子中，以防止病毒核酸的降解。
其次，对样本进行核酸提取，目的是分离病毒核酸以便后续检测。
核酸提取的方法主要有有机物法和离心柱法两种。
有机物法通过酚/氯仿提取样本中的核酸，离心柱法则利用特制柱子
中的膜，通过离心操作将核酸捕获至膜上。
对于RNA病毒（如新冠病毒），还需要进行核酸逆转录。
逆
转录酶可以将RNA模板逆向转录为相应的DNA，这样可以将RNA转化为DNA，便于后续操作。
接下来，利用聚合酶链反应（PCR）技术扩增病毒核酸中的特定基因片段。
PCR是一种体外扩增技术，其基本原理是利用DNA聚合酶在特定反应条件下，通过多次循环反复复制靶序列。
这种扩增使得原本只含有少量病毒核酸的样本中的目标序列扩增至可以被检测的程度。
最后，对PCR扩增产物进行检测。
目前常用的检测方法有荧
光定量PCR（qPCR）、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）和基因测序等。
这些方法都能够通过检测病毒核酸的特定序列来确认感染情况。
总结起来，新冠病毒核酸检测通过核酸提取、逆转录、PCR 扩增和检测等步骤来确认感染情况。
这种方法具有高灵敏度和特异性，因此被广泛应用于疫情防控和个体诊断。
核酸电泳的名词解释
核酸电泳的名词解释核酸电泳是一种常见且广泛应用的生物技术手段，用于分离和分析核酸分子。
它基于核酸分子在电场作用下的迁移速度不同的原理，可以快速、准确地判断核酸样品的组成和结构。
核酸电泳已经成为生物学、医学和法医学等领域中不可或缺的重要工具，进一步推动了科研和医学领域的发展。
核酸电泳的原理是基于核酸分子的带电性质。
DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)都是带有负电荷的大分子，当电场施加在核酸样品上时，核酸分子会根据它们的大小和形状的不同而在电场中迁移。
一般来说，较小的核酸分子迁移速度较快，较大的核酸分子迁移速度较慢。
核酸电泳有不同的类型，其中最常见的是琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。
琼脂糖凝胶电泳是一种传统的电泳方法，适用于较大的核酸片段分析。
而聚丙烯酰胺凝胶电泳则更为常用，可用于分离和定量分析较小的核酸片段。
在核酸电泳过程中，核酸样品首先被加入凝胶槽中，通常是通过挤压或吸引的方式。
然后，电泳槽两端施加电场，使核酸分子在凝胶矩阵中迁移。
迁移过程中，核酸分子被分离并形成带状图谱。
为了可视化这些分子，可以使用荧光染料或与核酸分子结合的放射性标记物。
核酸电泳的结果可以通过观察凝胶图谱来解读。
图谱上的距离信息表示了核酸分子的大小，从而可以确定样品中核酸片段的分布情况和含量。
通过与已知大小的标准分子进行比较，可以快速确定未知核酸片段的大小。
核酸电泳在生物学研究中有广泛的应用。
例如，在基因测序中，核酸电泳可以分析DNA样品中的碱基序列。
在基因突变分析中，核酸电泳可以识别和分离突变的DNA片段。
此外，核酸电泳还可以用于研究基因表达的变化、DNA指纹鉴定等应用领域。
尽管核酸电泳是一种非常有用的技术，但它也存在一些局限性。
首先，核酸电泳只能提供关于核酸分子大小的信息，对于其他结构信息，如二级结构和序列信息，无能为力。
其次，核酸电泳对于较小的核酸片段分析具有局限性，特别是在高分辨率分析中。
此外，在分离过程中，核酸分子可能出现与凝胶交互作用而使迁移速度减慢的情况。
260nm吸光度
260nm吸光度的原理和应用简介260nm吸光度是指在260纳米波长处的物质吸光度。
吸光度是常用的分析化学参数之一，它是描述物质对于特定波长光的吸收程度的量度。
260nm吸光度常常用于核酸分析和测定。
原理核酸（DNA和RNA）是由核苷酸（包含脱氧核糖核酸或核糖核酸）组成的生物大分子。
核酸具有吸收紫外光的特性，其吸收峰位于260nm附近。
核酸中的嘌呤基（如腺嘌呤和鸟嘌呤）和嘧啶基（如胸腺嘧啶和尿嘧啶）对紫外光有很强的吸收能力，因此核酸具有较高的吸光度。
在核酸分析中，常使用260nm吸光度对核酸进行浓度测定。
核酸浓度与其吸光度之间存在一定的线性关系，通过对核酸溶液在260nm处的吸光度进行测定，可以计算出核酸的浓度。
这种测定方法称为260nm吸光度法，通常使用紫外光分光光度计进行测量。
应用1.核酸浓度测定：核酸是生物学研究中常见的分子，通过使用260nm吸光度法可以快速准确地测定核酸的浓度。
这对于核酸的纯化、定量以及在实验和工业生产中的应用都非常重要。
2.分子生物学研究：260nm吸光度法可用于核酸样品的质量控制和纯度评估。
在核酸提取和酶联免疫吸附测定（ELISA）等实验中，通过测量核酸样品的吸光度可以判断样品中的杂质或其他污染物的存在情况。
3.组织工程和药物开发：在组织工程和药物开发过程中，需要测定细胞培养物中核酸的含量以评估细胞生长的情况。
260nm吸光度法可用于监测细胞培养物中DNA或RNA含量的变化，从而控制和优化细胞生长的条件。
4.病理学诊断：在临床诊断中，某些疾病（如肿瘤）会导致细胞核DNA含量的异常增加。
通过使用260nm吸光度法，可以对组织样本中的核酸进行测定，从而为病理学诊断提供参考。
总结260nm吸光度法是一种常用的核酸测定方法，它基于核酸对于260nm紫外光的吸收特性。
通过测量核酸样品在260nm处的吸光度，可以获得核酸的浓度和纯度信息。
这种方法在生物学研究、医学诊断、药物开发等领域具有重要的应用价值，为相关领域的实验和生产提供了高效可靠的分析手段。
核酸的定量分析方法
核酸的定量分析方法核酸的定量分析方法主要包括吸光光度法、DNA染色剂法、荧光法和实时荧光定量PCR等。
这些方法具有灵敏度高、选择性好和操作简便等特点，广泛应用于核酸相关的科研和临床领域。
下面将详细介绍这些方法的原理和应用。
吸光光度法是一种常用的核酸定量方法。
其原理是通过测量核酸分子在紫外（UV）或可见光区域吸收的光的强度来确定其浓度。
核酸在UV区域（260 nm）有较高的吸收峰，可以根据表观摩尔吸光系数来计算核酸的浓度。
吸光光度法简单快捷，操作简便，但只能提供核酸总含量信息，无法区分DNA和RNA，并且对于样品中的杂质、蛋白质和其他分子也会产生吸光，进而影响测定结果。
因此，在使用吸光光度法进行核酸定量时，需要对样品进行纯化和质控处理。
DNA染色剂法是另一种常用的核酸定量方法。
该方法利用DNA染色剂如伯胺黑（Ethidium Bromide，EtBr）或 PI（Propidium Iodide）与DNA结合，形成可视化的荧光复合物。
这些染色剂在无核酸或DNA浓度极低时不发光，只有与DNA结合后形成复合物才发光。
通过测量荧光强度，可以确定DNA的浓度。
DNA染色剂法具有较高的选择性和灵敏度，可以用于测定DNA的含量、纯度和相对分子量，但无法区分DNA和RNA。
此外，染色剂法测定DNA浓度时，需要对样品进行染色，并在测量前对染色剂进行去除以避免干扰。
荧光法是一种基于荧光现象的核酸定量方法，常用荧光标记试剂有SYBR Green I和PicoGreen等。
这些试剂可与DNA特异性结合并发出特定波长的荧光。
荧光强度与DNA浓度呈线性关系，通过测量荧光强度可以精确测定DNA浓度。
相比于吸光光度法和DNA染色剂法，荧光法具有更高的灵敏度和特异性，可以实现DNA和RNA的定量分析。
荧光法还可用于检测特定序列的DNA，如PCR扩增产物以及基因表达分析中的定量RT-PCR 实验等。
综上所述，核酸的定量分析方法种类繁多，吸光光度法、DNA染色剂法、荧光法和实时荧光定量PCR是其中常用的方法。
12 生物化学实验--核酸的定量分析
核酸的定量分析【目的】1 ．掌握定糖法、定磷法和紫外吸收法分别定量分析 DNA 或 RNA 的方法。
2 ．熟悉定糖法、定磷法和紫外吸收法分别定量分析 DNA 或 RNA 的原理。
【原理】核酸分子中含有戊糖、磷酸与含氮碱，测定三者之一即可推算出核酸含量。
1 ．定糖法通过测定 DNA 或 RNA 分子中戊糖的含量，从而计算出 DNA 或 RNA 含量的方法。
RNA 在强酸环境中加热可水解产生核糖。
核糖在浓酸作用下脱水形成糠醛，糠醛能与 3 ， 5 - 二羟基甲苯（地衣酚）缩合成绿色化合物（反应式见第 3 篇实验 11 ），其最大吸收峰波长为 670nm ， fe 3+ 或 Cu 2+ 可作为催化剂催化反应，与同样处理的核糖标准液进行比色即可测定出 RNA 的含量。
DNA 在强酸环境中加热水解生成的脱氧核糖与浓酸共热脱水生成ω- 羟基γ- 酮基戊醛，后者与能与二苯胺反应生成蓝色化合物（反应式见实验 11 ），其最大吸收峰波长为 595nm ，与同样处理的脱氧核糖标准液进行比色即可测定出DNA 的含量。
2 ．定磷法通过测定核酸中磷的含量，从而计算出 DNA 或 RNA 含量的方法。
核酸含磷量平均为 8.73% （ RNA 含磷量为 8.5~9% ； DNA 含磷量为 9.2% ）。
用强酸使核酸分子中的有机磷消化成无机磷，在酸性溶液中磷酸与钼酸作用生成磷钼酸，后者在还原剂（如抗坏血酸、α-1 ， 2 ， 4- 氨基萘酚磺酸等）存在时，立即被还原为蓝色的钼蓝（反应式见实验 11 ），其最大吸收峰波长为660nm 。
当无机磷浓度在 2.5~25μg/ml 范围内时，溶液的吸光度值与磷含量成正比。
本法测得的磷含量为样品中的总磷量，需同时测定未消化样品中无机磷的含量，将测得的总磷量减去原无机磷含量即为样品中核酸的含磷量，进而计算核酸的含量。
3 ．紫外吸收法核酸分子中的嘌呤环和嘧啶环的共轭双键具有吸收紫外光的性能，最大吸收峰波长为 260nm ，不论是核苷、核苷酸或核酸，在此波段内都具有吸收紫外光的特性。
核酸序列的基本分析
功能域和蛋白质互作预测
总结词
识别蛋白质中的功能域以及预测蛋白质 之间的相互作用。
VS
详细描述
功能域是蛋白质中负责特定生物功能的区 域，通过分析核酸序列，可以识别出蛋白 质中的功能域，进一步了解其生物学功能 。此外，还可以利用生物信息学方法预测 蛋白质之间的相互作用，揭示基因网络中 的相互关系。
系统生物学和网络分析
基因组组装
01
基因组组装是将测序得到的短读段组装成完整的基因组序 列的过程。
02
基因组组装是基因组学研究中的关键步骤，对于理解基因 组结构和功能、发现新基因和基因变异等具有重要意义。
03
基因组组装可以使用各种软件和算法，如SOAPdenovo、 Velvet和Abyss等，根据不同的测序技术和数据类型选择合适
核酸序列的表示方法
符号表示
通常使用大写字母表示碱基，如A代表腺嘌呤，G代表鸟嘌呤，C代表胞嘧啶， T代表胸腺嘧啶。
转录和翻译
DNA中的信息通过转录过程传递给RNA，然后通过翻译过程将RNA的信息转化 为蛋白质。
核酸序列的来源和测序方法
来源ห้องสมุดไป่ตู้
核酸序列可以从各种来源获得，如细菌、病毒、动植物等。
测序方法
总结词
从整体角度研究生物系统的结构和功能，通 过网络分析揭示基因之间的相互关系。
详细描述
系统生物学将基因、蛋白质等生物分子视为 相互关联的网络，而非孤立的实体。通过构 建基因调控网络、蛋白质互作网络等，可以 全面了解基因的功能及其在生物过程中的作 用。网络分析有助于发现关键基因、模块和 通路，为药物研发和疾病治疗提供新的思路。
06
实际应用和案例分析
基因组学研究中的应用
核酸序列分析
核酸序列分析在生物学领域中，核酸序列分析是一项重要的研究工具，它可以帮助科学家们理解生物体内的基因组结构和功能。
通过分析核酸序列，我们可以揭示基因的组合方式、基因在不同物种之间的演化关系以及基因与疾病之间的关联。
本文将介绍核酸序列分析的基本步骤和常用方法，并探讨它在生物研究中的应用。
一、核酸序列分析的基本步骤1. 数据收集与清洗：首先，我们需要获取相关的核酸序列数据。
这些数据可以来自于公共数据库（如GenBank、ENSEMBL等）或实验室内部的测序项目。
收集到的数据可能存在噪声或错误，所以我们需要对数据进行清洗和筛选，以保证分析的准确性。
2. 序列比对：接下来，我们需要将不同样本的核酸序列进行比对。
序列比对是核酸序列分析的核心步骤之一，它可以帮助我们发现序列之间的相似性和差异性。
常用的序列比对算法包括Smith-Waterman算法和Needleman-Wunsch算法等。
3. 序列注释：在比对完成后，我们可以根据已知的功能注释信息来对序列进行注释。
注释可以告诉我们该序列可能的编码蛋白质的功能、寻找潜在的基因等。
4. 比对结果分析：通过分析比对结果，我们可以了解到序列的保守区域和变异区域。
保守区域可能是功能区域，例如编码蛋白质的区域，变异区域可能涉及到物种之间的进化差异或突变相关的功能。
5. 结果可视化：最后，我们需要将分析的结果进行可视化呈现。
通过可视化，我们可以更直观地理解数据，并对进一步实验设计或研究方向提出建议。
二、核酸序列分析的常用方法1. 比对工具：常用的核酸序列比对工具包括BLAST、ClustalW和MAFFT等。
BLAST（基本局部比对序列工具）是一种快速的局部比对算法，它能够快速地找到序列之间的相似性。
ClustalW和MAFFT则更适用于多序列比对，它们可以比较多个序列之间的相似性和差异性。
2. 注释工具：常用的核酸序列注释工具包括NCBI的Entrez、ENSEMBL和UniProt等。
生物化学中的核酸序列分析
生物化学中的核酸序列分析生物化学是研究生命现象与生理功能的科学，而核酸是构成生命的分子之一，它们在生物体内扮演着重要的角色。
核酸是由核苷酸单元组成的长链，其中DNA是一个双螺旋分子，可以储存生物遗传信息，而RNA则可以转录DNA的信息并参与蛋白质合成。
在生物研究中，对核酸序列的分析非常重要。
通过对DNA序列的分析，可以推测出蛋白质编码信息并预测基因功能；而对RNA序列的分析，则可以了解基因的表达和调控。
本文将从分子生物学和生物信息学的角度来探讨核酸序列分析。
1. PCR扩增与测序分析PCR(聚合酶链式反应)是一种常用的分子生物学技术，可以从少量的DNA或RNA样品中扩增出目标片段，为进一步的分析提供足够的材料。
PCR过程中需要用到一组引物，其可以通过生物信息学分析DNA序列寻找到设计合适的引物。
PCR扩增得到的产物可以进一步进行测序分析，最常用的测序方式为Sanger测序技术。
此技术基于DNA链延伸过程中的dNTP和ddNTP的竞争关系，通过荧光信号和电泳进行测序。
测序结果可以通过生物信息学工具进行比对、序列注释和统计分析。
2. 基因功能预测高通量基因组测序技术的出现，导致了大量未知基因序列的暴增。
对于这些基因序列的功能预测，通常需要先进行同源比对。
同源比对基于多序列比对的原理，将物种间已知的方向同源序列，与未知序列比对，寻找到相似的序列区域，从而对未知序列的基因功能进行推测。
同源比对时，需要注意序列的物种来源和序列的质量。
不同物种间的序列可能在不同位置发生突变，导致序列的比对不准确；若序列存在较多的突变，也可能会影响比对结果。
因此，如何选择合适的工具和参数进行同源比对很关键。
同时，基因家族和重复序列也可能会干扰比对结果，因此需要进行筛除和过滤。
3. RNA测序与转录组分析RNA测序技术可以获得全基因组水平的转录信息，从而了解基因的表达状态和调控机理。
RNA测序通常经过文库构建和深度测序等多个步骤。
基于功能性核酸识别的荧光各向异性分析方法与应用
基于功能性核酸识别的荧光各向异性分析方法与应用吴熙;裴晓静;林若韵;刘锋;李娜【摘要】荧光各向异性方法又称荧光偏振法,基于相互作用的分子结合前后发射光退偏振的不同而实现对相互作用的研究或对目标物的检测。
20世纪50年代Gregorio Weber 用荧光各向异性法研究了氮磺酰氯与牛血清白蛋白和卵清白蛋白的作用,开启了该方法在生物化学研究中应用的先河。
而20世纪90年代开始的功能性核酸(FNAs,包括核酸适配体和核酸酶等)的发现与合成,使基于功能性核酸的传感得到了广泛的应用。
核酸适配体能够特异性识别目标分子,基于核酸识别的荧光各向异性分析方法具有高选择性、高灵敏度、高通量等优势,在研究蛋白质、核酸和小分子的相互作用中起到重要作用,然而如何提高结合前后的荧光各向异性信号变化,尤其是小分子识别前后,在基于功能性核酸识别的分析方法发展中是一个挑战。
介绍了基于功能性核酸识别的荧光各向异性的方法应用于检测蛋白质、核酸及其他在生命活动中起重要作用的小分子的基本原理及设计理念。
%Based on the difference of the depolarization of the emitted light before and after the interaction of molecules,fluores-cence anisotropy,also known as fluorescence polarization,can be beneficial for the study of interactions and the detection of the targets.In 1950s,Gregorio Weber first studied the interactions between dansyl chloride and bovine serum albumin or ovalbumin with fluorescence anisotropy method,which paved the way for fluorescence anisotropy in biochemical applications.Since the ear-ly 1990s,functional nucleic acids (FNAs,including aptamers,and nucleic acid enzymes)were discovered and synthesized,which have been widely used in functional nucleic acid-based sensing.Aptamers are oligonucleotides thatcan recognize and bind specif-ically to various molecular targets.The fluorescence anisotropy methods which are based on aptamer recognition have the advan-tages of high selectivity,sensitivity and through-put.They play an important role in the study of interaction with protein,nucle-ic acids and small molecules.However,the way of enhancing the fluorescence anisotropy change of small molecules associated with the binding events is challenging.This paper reviews the basic principles and designs of fluorescence anisotropy methods bases on functional nucleic acid recognition for study and detection of proteins,nucleic acids and small molecules that play an im-portant role in the life activity.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】8页(P13-20)【关键词】功能性核酸;识别;荧光各向异性【作者】吴熙;裴晓静;林若韵;刘锋;李娜【作者单位】北京大学化学与分子工程学院，北京 100871;北京大学化学与分子工程学院，北京 100871;北京大学化学与分子工程学院，北京 100871;北京大学化学与分子工程学院，北京 100871;北京大学化学与分子工程学院，北京 100871【正文语种】中文【中图分类】O657.3荧光传感由于信号丰富，灵敏度高，选择性好，可以实现多种模式的测量，如荧光增强与猝灭、荧光共振能量转移、荧光各向异性(荧光偏振)、瞬态荧光、双光子激发，以及共聚焦荧光显微成像等[1]。
实验二 核酸序列分析
实验二核酸序列分析【实验目的】1、掌握已知或未知序列接受号的核酸序列检索的基本步骤；2、掌握使用BioEdit软件进行核酸序列的基本分析；1、熟悉基于核酸序列比对分析的真核基因结构分析（内含子/外显子分析）；2、了解基因的电子表达谱分析。
【实验原理】针对核酸序列的分析就是在核酸序列中寻找基因，找出基因的位置和功能位点的位置，以及标记已知的序列模式等过程。
在此过程中，确认一段DNA序列是一个基因需要有多个证据的支持。
一般而言，在重复片段频繁出现的区域里，基因编码区和调控区不太可能出现；如果某段DNA片段的假想产物与某个已知的蛋白质或其它基因的产物具有较高序列相似性的话，那么这个DNA片段就非常可能属于外显子片段；在一段DNA序列上出现统计上的规律性，即所谓的“密码子偏好性”，也是说明这段DNA是蛋白质编码区的有力证据；其它的证据包括与“模板”序列的模式相匹配、简单序列模式如TATA Box等相匹配等。
一般而言，确定基因的位置和结构需要多个方法综合运用，而且需要遵循一定的规则：对于真核生物序列，在进行预测之前先要进行重复序列分析，把重复序列标记出来并除去；选用预测程序时要注意程序的物种特异性；要弄清程序适用的是基因组序列还是cDNA序列；很多程序对序列长度也有要求，有的程序只适用于长序列，而对EST这类残缺的序列则不适用。
1. 重复序列分析对于真核生物的核酸序列而言，在进行基因辨识之前都应该把简单的大量的重复序列标记出来并除去，因为很多情况下重复序列会对预测程序产生很大的扰乱，尤其是涉及数据库搜索的程序。
2. 数据库搜索把未知核酸序列作为查询序列，在数据库里搜索与之相似的已有序列是序列分析预测的有效手段。
在理论课中已经专门介绍了序列比对和搜索的原理和技术。
但值得注意的是，由相似性分析作出的结论可能导致错误的流传；有一定比例的序列很难在数据库里找到合适的同源伙伴。
对于EST序列而言，序列搜索将是非常有效的预测手段。
基于核酸适体的Hg^2＋荧光光谱分析法
基于核酸适体的Hg^2＋荧光光谱分析法
温涵琢;纪晓雷
【期刊名称】《科技与生活》
【年(卷),期】2012(000)022
【摘要】汞（相对分子质量200．61，原子序数80），俗称水银，是一种有剧毒的一价和二价重金属元素，其在常温下的状态是银白色并且有金属光泽的液体，它是唯一的一种液态金属。
在自然界中的汞是以金属汞、有机汞和无机汞的形式存在。
有机汞的化合物都为脂溶性，也有一定程度的挥发性和水溶性。
【总页数】1页(P120-120)
【作者】温涵琢;纪晓雷
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ3
【相关文献】
1.基于金配合物的聚集诱导发光分子合成及其对Hg^(2+)的检测 [J], 汪婷;李天浩;张雨;魏禧龙;白冰;刘园园;李恺;臧双全
2.基于SVM分类算法的纸基比色Hg^(2+)浓度判别 [J], 杨守志;徐嘉阳;刘宇宁;
杨婷婷;谢文凯;李剑君
3.基于金纳米簇荧光猝灭-恢复的Hg^(2+)检测新方法 [J], 杨发国;欧丽娟;罗建新;孙爱明;段娇杰;王传奇
4.基于碳点的OFF-ON型荧光传感器检测Hg^(2+)和S^(2-) [J], 金燕婷;严佳龙;
林伟娟;黄燕;于逸鹏
5.基于3⁃乙基⁃1⁃(2⁃噻吩基)咪唑鎓的环金属钌配合物的合成及其对Hg^(2+)的识别 [J], 徐策;杜康;谭琳;李襄宏;张丙广;唐定国
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核酸含量测定实验报告
一、实验目的1. 理解核酸含量测定的原理和方法。
2. 掌握紫外分光光度法测定核酸含量的基本操作步骤。
3. 学会使用紫外分光光度计进行定量分析。
二、实验原理核酸是生物细胞中最重要的生物大分子之一，由核苷酸单体聚合而成。
核酸含量是衡量细胞活性、基因表达水平等重要生物学指标的重要参数。
紫外分光光度法是一种常用的核酸含量测定方法，其原理基于核酸分子中碱基的共轭双键系统对紫外光的吸收特性。
在紫外光照射下，核酸分子中的碱基会吸收特定波长的紫外光，产生荧光。
通过测定荧光强度，可以计算出核酸的浓度。
紫外分光光度法具有快速、简便、灵敏度高、重复性好等优点，广泛应用于生物学、医学、分子生物学等领域。
三、实验材料与仪器实验材料：1. 核酸样品2. 标准核酸溶液3. 0.1mol/L NaOH溶液4. 0.1mol/L HCl溶液5. 1mol/L Tris-HCl缓冲液（pH 7.4）6. 6mol/L Guanidine HCl溶液实验仪器：1. 紫外分光光度计2. 移液器3. 试管4. 烧杯5. 移液管6. 洗瓶四、实验步骤1. 样品制备：- 取一定量的核酸样品，用0.1mol/L NaOH溶液溶解，制备成一定浓度的核酸溶液。
- 将核酸溶液稀释至适当浓度，以便在紫外分光光度计的检测范围内。
2. 标准曲线制作：- 取标准核酸溶液，分别稀释成不同浓度，制备成标准系列。
- 在紫外分光光度计上，以6mol/L Guanidine HCl溶液为空白对照，测定标准系列在特定波长下的吸光度值。
- 以吸光度值为纵坐标，核酸浓度为横坐标，绘制标准曲线。
3. 样品测定：- 按照样品制备步骤，制备待测核酸溶液。
- 在紫外分光光度计上，以6mol/L Guanidine HCl溶液为空白对照，测定待测核酸溶液在特定波长下的吸光度值。
- 根据标准曲线，计算待测核酸溶液的浓度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线：- 标准曲线呈现良好的线性关系，相关系数R²大于0.99。
基于核酸侵入反应偶联PCR的粪便样本基因甲基化定量分析方法及用于结直肠癌无创筛查
基于核酸侵入反应偶联PCR的粪便样本基因甲基化定量分析方法及用于结直肠癌无创筛查刘琳琳;齐谢敏;邹秉杰;宋沁馨;周国华【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2018(046)010【摘要】从粪便中检测BMP3基因甲基化水平可实现对结直肠癌的无创筛查,但对检测方法的灵敏度与特异性要求很高.本研究将核酸侵入反应与实时荧光聚合酶链式反应(PCR)偶联,建立了BMP3基因甲基化检测方法,以ACTB基因作为参比基因,通过优化反应体系中探针浓度、Flap核酸内切酶与Taq酶用量,提高BMP3目标基因与ACTB参比基因的扩增效率至接近100％,实现了利用△CT法进行BMP3基因甲基化水平的相对定量,可对低至10 copies的甲基化BMP3基因进行检测,并可从非甲基化模板中准确定量0.01％的甲基化模板,非甲基化模板不产生非特异性信号,表明本方法具有极高的灵敏度与良好的特异性.将本方法用于16例结直肠癌患者、7例结直肠腺瘤患者及19例健康人粪便样本中BMP3基因甲基化检测,结果表明,有5例结直肠癌患者的粪便样本检出BMP3基因甲基化,2例结直肠腺瘤患者的粪便样本检出BMP3甲基化,健康人的粪便样本均没有检出甲基化,表明本方法可用于检测粪便样本中基因的甲基化水平,为临床开展基于粪便中基因甲基化检测的无创结直肠癌筛查提供了新方法.【总页数】8页(P1552-1559)【作者】刘琳琳;齐谢敏;邹秉杰;宋沁馨;周国华【作者单位】中国药科大学,药物质量与安全预警教育部重点实验室,南京210009;南京军区南京总医院药理科,南京210002;南京军区南京总医院药理科,南京210002;中国药科大学,药物质量与安全预警教育部重点实验室,南京210009;中国药科大学,药物质量与安全预警教育部重点实验室,南京210009;南京军区南京总医院药理科,南京210002【正文语种】中文【相关文献】1.比较结肠镜、愈创木酯法与免疫法检测粪便隐血在中国香港人群中筛查结直肠癌的成本效果 [J], 陈世耀;李莹2.实时荧光聚合酶链式反应偶联高特异性核酸侵入反应检测单核苷酸多态性 [J], 郑梦琳;齐谢敏;童欢;刘云龙;邹秉杰;宋沁馨;周国华3.基于级联核酸侵入反应的real-time PCR法检测咽拭子样本中UGT1A1*6基因多态性 [J], 张婕妤;初亚男;邹秉杰;张晏洁;封利颖4.粪便SDC2基因甲基化检测联合结肠镜在早期结直肠癌筛查中的意义 [J], 伍文; 李锦; 梁霞5.粪便SFRP2基因甲基化联合定量免疫便潜血检测在结直肠癌筛查的应用 [J], 康倩;谢惠;王昕;张杰;李娜;盛剑秋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
核酸分子的三维结构解析与分析
核酸分子的三维结构解析与分析自从Watson和Crick在1953年发表了他们的著名论文揭示了DNA的双螺旋结构以来，科学家们一直在深入研究DNA和RNA分子的三维结构及其功能。
这使得我们了解了核酸分子在生物学中的重要性，同时也为生物医学研究和开发新药提供了巨大的帮助。
近年来，生物学家们利用X射线晶体学、核磁共振和电子显微镜等技术，逐渐理解了核酸分子的三维结构，并取得了一些重要的成果。
在过去的几十年里，X射线晶体学是研究核酸分子结构的主要方法之一。
科学家们通过制备一些高质量的晶体样品，然后将它们暴露在高功率的X射线束下，测量照片中的衍射图案，最终得到了核酸分子的三维结构。
晶体学技术的主要优点在于其可以提供高分辨率的结构信息，使科学家们能够分析其分子间相互作用的精细程度和功能机理。
与此同时，这种技术也具有一些缺点，如需要大量的高质量晶体样品、操作难度大等，并且它不适用于分析大型复合物和不能晶化的核酸分子。
最近，核磁共振（NMR）在核酸结构分析方面的应用成为了研究焦点。
通过将核酸样品溶于溶剂中，并暴露于高功率的磁场中，科学家们可以观察到核酸分子中的原子运动情况，并用计算机程序对这些数据进行模拟和解析，从而得到了核酸分子的三维结构。
相比于X射线晶体学，NMR技术可以提供活性核酸分子的结构，对大型复合物也更加适用。
除了X射线晶体学和NMR技术之外，单分子电子显微镜技术也在核酸分子结构研究中发挥重要作用。
科学家们由此可以通过直接观察单个分子的结构，得到有关核酸分子的形态、大小、形状等方面的信息。
值得注意的是，该技术可处理高分辨率的结构图像，但受分辨率限制，目前还不能得到其他技术如X射线晶体学和NMR技术所提供的高精度结构信息。
对核酸分子的深入研究，不仅有助于理解核酸分子在生物学中的重要性，也对生物医学研究和开发新药提供了重要的基础。
对于RNA分子，其的三维结构对于开发RNA相关的药物显得格外重要。
例如，在癌症治疗中，一些药物如Ranpirnase，通过干扰RNA分子的结构来抑制肿瘤细胞的增长。
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生物素
链霉亲和素
（2）生物素标记的探针
链霉亲和素-生物素化HRP复合物的制备：利用亲和素与生物素间特异的结 合，将亲和素与等体积的生物素化酶（HRP－B）按一定浓度比例混合反 应后，亲和素即与HRP-B中的生物素结合，形成亲和素—生物素化HRP复 合物（avidin-biotin-peroxidase complex，SABC）。增加了酶量，提高了 反应的灵敏性。
（1）地高辛配基标记的探针
二氨基联苯胺（DAB）是辣根过氧化物酶最敏感、最常用的显色底物,反 应产物因不溶于水、二甲苯和醇的棕色沉淀物而被广泛地用于蛋白印迹
（2）生物素标记的探针
美国耶鲁大学的Langer等人用化学方 法合成了几种这样的嘧啶核酸类似物
生物素分子结构
光生物素（photobiotin） 它是一种化学合成的生物素衍生物。生物素分子侧链 上连接的芳香基叠氮化合物基团具光敏感性，在一定波长的光照射下，光敏基 团可转变为芳香基硝基苯而直接与腺嘌呤N7位氨基结合，形成生物素化的核酸 探针，用于DNA或RNA的标记。
辣根过氧化物酶(简称HRP)。过氧物酶催化鲁米诺被过氧化物氧化的化 学发光机制已经被广泛讨论，鲁米诺先被HRP-I或HRP-II氧化为鲁米诺 自由基 (L−•)，L−•再经由图一的途径产生化学发光。
鲁米诺
（2）生物素标记的探针
链霉亲和素（streptavidin，SA）是由链霉菌streptomyces avidinii分泌的一种蛋 白质。链霉亲和素分子由4条相同的肽链组成，其氨基酸组成中，甘氨酸和丙氨酸 的含量较大，而且结合生物素的活性基团也是肽链中的色氨酸残基；链霉亲和素是 一种稍偏酸性（pH6.0）的蛋白质，并且不带任何糖基。链霉亲和素分子中每条肽 链都能结合一个生物素，因此与亲和素一样，一个链霉亲和素分子也能结合4个生 物素分子，二者亲和常数（K）亦为1015L／mol。
Cy5是荧光素
（3）荧光素标记的探针
荧光
探针检出微生物原理
一、基因探针和探针探测
3.应用：
（1）菌落转移或菌落杂交
通过菌落杂交或转移的方法，基因探针也可用来检出生 长在有混合细菌种群平板上的细菌菌落内的特异基因序 列。进行菌落杂交时，将一片滤膜轻轻地按在平板上， 使每个细菌菌落的细胞就附到滤膜上。在滤膜上直接溶 解细胞，DNA就固定到滤膜上。然后在如上所述的滤膜 上进行探针检测和检出。经过这一程序，只有那些含有 特异DNA序列的菌落才有放射性信号。因为原始平板含 有所有的完整菌落，所以可以鉴别出所需菌落，并保留 下来甩于进一步研究。
一、基因探针和探针探测
3.应用： （2） Southern杂交和Northern杂交
Southern印迹法(DNA印迹法)是用于鉴别DNA序列的技 术。例如，我们想要知道一个基因是质粒上的，还是染 色体上的，可将这个菌株内所有的质粒抽提出来，并用 凝胶电泳分离开。质粒DNA用印迹法转移到一种特异性 膜上，然后对这个膜进行探针探测。只有含靶DNA序列 的DNA分子才能与探针杂交，使那些含靶DNA序列的质 粒被检出。
（2）生物素标记的探针
（3）荧光素标记的探针
寡核苷酸在合成序列中直接插入一 个或多个荧光染料，就可完成荧光 标记。或者将带有活性官能团(如磷 酸基或氨基、巯基等)的寡核苷酸， 与荧光染料分子上的反应基团通过 人工标记的方式连接起来。荧光基 团可以根据不同的需要，通过共价 键结合的方式连接到5，或末端3，。 末端。
（2）生物素标记的探针
生物素通过噻吩环戊酸侧链上的羧基与多种大分子偶联活化后，可用于标记各种 蛋白质（包括抗体、抗原、酶、激素及葡萄球菌Ａ蛋白等）形成生物素化蛋白质 衍生物。标记酶 以生物素标记辣根过氧化物酶（HRP）为例：
E E
E E
E
E
E
E
生物素
辣根过氧化物酶 （简称HRP）
生物素化HRP
（2）生物素标记的探针
一、基因探针和探针探测
2.探针制作： 基因探针方法学利用了DNA能变性和重退火的 特性。要做一个基因探针，所研究的这个基因的DNA序列必 须清楚。这个基因对特定的微生物种可能是独特的，，这个 基因可能编码一种某一代谢途径独特的酶，在这种清况下，
这一DNA顺序就有利于检出那种 微生物体。或者从这样一种序列 构建出的基因探针就有可能指示 土壤或水样品中一群细菌的潜在 活性，这类探针可定义为功能性 基因探针。例如，由编码固氮作 用的酶的DNA序列可做成基因探 针，这样的探针就可以用于测估 特定的土壤中是否含有携带固氮 基因的细菌。
一、基因探针和探针探测
凝胶电泳
凝胶电泳带
一、基因探针和探针探测
3.应用： （2） Southern杂交和Northern杂交
Norther印迹法（RNA印迹法）是一种类似Southern印迹 法的方法，用于分析RNA。从环境样品中抽提出的总 RNA可在凝胶上电泳，特异的RNA分子可由适当的探针 检出。
（1）地高辛配基标记的探针
水解去糖
地高辛 Dig＋dUTP
Dig一dUTP
地高辛配基digoxigenin,缩写为Dig
地高辛配基一O一琥珀酰ε一氨基己酸。 -N-羟基琥珀酰胺
（1）地高辛配基标记的探针
碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，AP)。AP 是磷酸酯的水解酶，可 通过靛蓝四唑反应显色 。靛蓝四唑反应底物为 溴氯羟吲哚磷酸盐 (BCIP)，经酶水解并氧 化形成靛蓝，而硝基蓝 四唑(NBT)在氧化过程中 被还原成不溶性紫蓝色 沉淀。
第三章 基因探针和探针探测
1.基因探针：基因探针是一种核酸杂交技术的应用。探针是 一小段DNA，称为寡核苷酸。它与所研究的靶序列互补，并 以某种方式作为记号或标记，使之能被检出。探针已经用于 环境微生物学中检测土壤微生物多样性、鉴别特定的基因型 和测试水中分离出的病原体的毒力基因。
一、基因探针和探针探测
3.应用：
（3） 生物芯片
基因芯片是指对各种生物随机克隆和随机测序所得的 cDNA片段进行归类，并把每一类cDNA片段的代表克隆 （代表一个独立基因 ）经过体外扩增，得到大小和序列 不同的片段分别经过纯化后，利用机械手高速将它们高密 度有序地点样固定在玻片硅晶片或尼龙膜上，从而制备成 cDNA微阵列，以此对各基因的表达情况进行同步分析。