生物大分子的识别分离和检测PPT幻灯片
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高中生物___检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 PPT课件 图文
双缩脲（H2NOC-NH-CONH2）在碱性环境（NaOH）中 能和Cu2+作用生成紫色的络化物，这个反应叫做双缩脲反应。 蛋白质分子中含有的肽键结构与双缩脲结构相似，因此，蛋白 质也可与双缩脲试剂发生颜色反应。
2mL 组织 样液
双缩脲试 剂A 2mL
双缩脲试 剂B 3-4滴
（创造碱性条件） （提供Cu2+）
水浴保温5 min
（3）冲洗涂片：用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10秒
吸水纸吸去载玻片上的水分
（4）染色
在载玻片上滴加两滴2滴用吡罗红，甲基绿染色剂，染 色5分钟
吸去多余的染色剂，盖上盖玻片
（5）观察：先低倍镜：选染色均匀，色泽浅的区域，移到视野中央 。后
高倍镜：观察细胞核和细胞质的染色情况。
0.9%生理盐水？ 8%盐酸？
R—CHO+2Cu(OH)2→R—COOH+Cu2O↓+2H2O
甲液乙液等量混合，现用现配，切不可分开滴 加，或者久置后才用。
制备组织样液
砖红色的糖（还原糖）非（斐林试剂）常好吃
洗净、去皮、切块
梨或苹果
研磨
取5g，放入研钵中
过滤
滤液
（用单层纱布）
显色反应
向试管中加入 2ml组织样液
向试管中加入2ml 振荡混匀 50～65℃水
甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，通过观 察两种颜色出现的部位来判断DNA和RNA在细胞中的分布。
方法步骤：
（1）取材和制片
在洁净的载玻片上滴1滴0.9%NaCl溶液 用消毒牙签刮口腔内侧壁后涂抹在液滴上 将涂有口腔上皮细胞的载玻片在酒精灯上烘干
（2）水解：将烘干的载玻片放入盛有30 mL 8%盐酸的小烧杯中，30℃
2mL 组织 样液
双缩脲试 剂A 2mL
双缩脲试 剂B 3-4滴
（创造碱性条件） （提供Cu2+）
水浴保温5 min
（3）冲洗涂片：用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10秒
吸水纸吸去载玻片上的水分
（4）染色
在载玻片上滴加两滴2滴用吡罗红，甲基绿染色剂，染 色5分钟
吸去多余的染色剂，盖上盖玻片
（5）观察：先低倍镜：选染色均匀，色泽浅的区域，移到视野中央 。后
高倍镜：观察细胞核和细胞质的染色情况。
0.9%生理盐水？ 8%盐酸？
R—CHO+2Cu(OH)2→R—COOH+Cu2O↓+2H2O
甲液乙液等量混合，现用现配，切不可分开滴 加，或者久置后才用。
制备组织样液
砖红色的糖（还原糖）非（斐林试剂）常好吃
洗净、去皮、切块
梨或苹果
研磨
取5g，放入研钵中
过滤
滤液
（用单层纱布）
显色反应
向试管中加入 2ml组织样液
向试管中加入2ml 振荡混匀 50～65℃水
甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，通过观 察两种颜色出现的部位来判断DNA和RNA在细胞中的分布。
方法步骤：
（1）取材和制片
在洁净的载玻片上滴1滴0.9%NaCl溶液 用消毒牙签刮口腔内侧壁后涂抹在液滴上 将涂有口腔上皮细胞的载玻片在酒精灯上烘干
（2）水解：将烘干的载玻片放入盛有30 mL 8%盐酸的小烧杯中，30℃
生物大分子的分离与制备(共89张PPT)
2022/9/24
2022/9/24 7
生物分子的结构与功能分析：
1. 蛋白质结构分析
2. 酶活力检测
3. 蛋白质组学分析
4. DNA序列分析
5. 聚合酶链反应（PCR）6. 分子杂交
7. 基因克隆8. 基因组构建9. cDNA构建
10. 筛选11. 报告基因检测12. 基因芯片
13. 基因敲除
➢ 核酸是遗传信息的携带者，在生物体中指导各种蛋 白质的合成。
2022/9/24
生物化学分离方法与一般的化学分离方法相比，有下列
几个特点： • 生物材料组成非常复杂。其中包括数百种甚至数千种化
合物，并且在分离过程中，这些化合物仍在发生代谢 变化，如蛋白质和核酸的水解。
有些化合物的含量极微，如激素等。 许多具有生物活性的物质一旦离开活体，很易变 变性破坏，因此常选用比较温和的条件进行制备。
• 功能或分子生物化学阶段（1950 年至今）。研究生命的本质和奥秘： 运动、神经、内分泌、生长、发育、繁殖等的分子机理 。
2022/9/24
2022/9/24
3
生物化学研究技术方法
❖ 生物化学研究的方法：
– 观察：生命现象
– 分离：未知蛋白组分，新基因片段，新的次生代谢物。 （抽提、过 滤、离心、色谱）
立了一系列研究核酸及蛋白质相互作用的技 确定要制备的生物大分子的目的和要求，是进行科研、开发还是要发现新的物质。
盐析的发生在于盐浓度增高到一定数值时，使水活度降低，进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和，水化膜逐渐被破坏，最终引起蛋白质分子之 间相互聚集并从溶液中析出。 其他化学性质：如对各种蛋白酶、水解酶的稳定性和对各种化学试剂的稳定性。
脂溶性的有机溶剂（丙酮，乙醚）中脱脂；采用快速加热 （50℃左右），快速冷却的方法，使溶化的油滴冷却后 凝聚成油块而被除去。
2022/9/24 7
生物分子的结构与功能分析：
1. 蛋白质结构分析
2. 酶活力检测
3. 蛋白质组学分析
4. DNA序列分析
5. 聚合酶链反应（PCR）6. 分子杂交
7. 基因克隆8. 基因组构建9. cDNA构建
10. 筛选11. 报告基因检测12. 基因芯片
13. 基因敲除
➢ 核酸是遗传信息的携带者，在生物体中指导各种蛋 白质的合成。
2022/9/24
生物化学分离方法与一般的化学分离方法相比，有下列
几个特点： • 生物材料组成非常复杂。其中包括数百种甚至数千种化
合物，并且在分离过程中，这些化合物仍在发生代谢 变化，如蛋白质和核酸的水解。
有些化合物的含量极微，如激素等。 许多具有生物活性的物质一旦离开活体，很易变 变性破坏，因此常选用比较温和的条件进行制备。
• 功能或分子生物化学阶段（1950 年至今）。研究生命的本质和奥秘： 运动、神经、内分泌、生长、发育、繁殖等的分子机理 。
2022/9/24
2022/9/24
3
生物化学研究技术方法
❖ 生物化学研究的方法：
– 观察：生命现象
– 分离：未知蛋白组分，新基因片段，新的次生代谢物。 （抽提、过 滤、离心、色谱）
立了一系列研究核酸及蛋白质相互作用的技 确定要制备的生物大分子的目的和要求，是进行科研、开发还是要发现新的物质。
盐析的发生在于盐浓度增高到一定数值时，使水活度降低，进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和，水化膜逐渐被破坏，最终引起蛋白质分子之 间相互聚集并从溶液中析出。 其他化学性质：如对各种蛋白酶、水解酶的稳定性和对各种化学试剂的稳定性。
脂溶性的有机溶剂（丙酮，乙醚）中脱脂；采用快速加热 （50℃左右），快速冷却的方法，使溶化的油滴冷却后 凝聚成油块而被除去。
生物大分子分离纯化技术(159页)
沉降a动力学的b等密度的流体动力流体动力流体动力流体动力机械作用静电引力静电引力静电引力静电引力静电引力电动力静电引力电动力渗透力流体动力温度梯度重力结晶格子能重力离心力离心力表面能范德瓦氏力位阻效应静电引力极化度分子筛效应扩散偶极作用缔合和解离效应渗透作用渗透缔合和解离效应分子摩擦力极化度动电作用分子摩擦力极化度动电作用表面能分子筛效应分子摩擦效应分子筛效应电动力分子筛效应分子筛效应表面能吸附分子摩擦效应扩散分子摩擦效应f2f2f2f2f2f1f1f1和和f2平衡作用f1f1和和f2f2f2f2f1f1平衡作用极性位阻因素离子性质分子大小极性因素分子大小极性因素离子性质离子性质离子性质分子大小离子性质离子性质分子大小离子性质分子大小分子大小分子大小分子大小形状分子大小分子大小介质密度细胞外液细胞内液发酵液预处理细胞分离细胞破碎碎片分离提取精制成品制作加热过滤匀浆法离心沉淀重结晶浓缩调ph离心研磨法双水相吸附离子交换干燥絮凝膜分离酶解法膜分离萃取色谱分离无菌过滤超滤膜分离成型结晶图11生物工业下游技术一般工艺过程三
亲和色谱法由于具有极高的生物特异性，分离目的物受到理 化性质相似的杂质干扰极少，能从比较复杂的组织抽提液或细菌 发酵液中一步提取分离出所需的物质，提纯倍数可达一百倍以上 。
早期分离提纯的方法，选择的原则一般是从低分辨能力到高分 辨能力，而且负荷量较大为合适。但随着许多新技术的建立，一 个特异性方法其分辨能力越高，便意味着提纯步骤的简化，提纯 步骤的减少，回收率越高，具有生理活性物质变性的危险性就越 少。
制备物均一性的鉴定
对一个新分离的物质是否纯，常用“均一性 ”表示，均一性即指所获得的制备物只具有一 种完全相同的成分。蛋白质均一性常用的几种 鉴定方法：
1.溶解度法： 2.电泳均一性的测定法： 3.高速离心沉淀法：
亲和色谱法由于具有极高的生物特异性，分离目的物受到理 化性质相似的杂质干扰极少，能从比较复杂的组织抽提液或细菌 发酵液中一步提取分离出所需的物质，提纯倍数可达一百倍以上 。
早期分离提纯的方法，选择的原则一般是从低分辨能力到高分 辨能力，而且负荷量较大为合适。但随着许多新技术的建立，一 个特异性方法其分辨能力越高，便意味着提纯步骤的简化，提纯 步骤的减少，回收率越高，具有生理活性物质变性的危险性就越 少。
制备物均一性的鉴定
对一个新分离的物质是否纯，常用“均一性 ”表示，均一性即指所获得的制备物只具有一 种完全相同的成分。蛋白质均一性常用的几种 鉴定方法：
1.溶解度法： 2.电泳均一性的测定法： 3.高速离心沉淀法：
分子生物医学PPT课件
研究生物体所有基因的组成、结构、 功能及相互关系的科学。
包括DNA测序技术、生物信息学分析 技术、基因编辑技术等。
基因组学的研究内容
包括基因组的测序、组装、注释、比 较基因组学等。
人类基因组计划及意义
人类基因组计划的目标
01
测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
人类基因组计划的意义
疾病预测和诊断价值
疾病预测
通过分析生物标志物的变化，可 以预测疾病的发生和发展趋势。
疾病诊断
生物标志物可以作为疾病诊断的客 观指标，提高诊断的准确性和可靠 性。
个体化医疗
根据生物标志物的差异，可以为患 者制定个体化的治疗方案，提高治 疗效果。
04
细胞信号传导与调控机 制
细胞信号传导途径和受体类型
分子生物医学PPT课 件
contents
目录
• 分子生物医学概述 • 基因与基因组学 • 蛋白质组学与生物标志物 • 细胞信号传导与调控机制 • 免疫系统与免疫治疗策略 • 分子诊断技术与应用 • 生物信息学在分子生物医学中应用
01
分子生物医学概述
定义与发展历程
定义
分子生物医学是研究生物大分子 及其相互作用在生命过程中的作 用机制和调控规律的学科。
智能化发展
临床应用拓展
结合人工智能、大数据等技术，实现自动 化、智能化的分子诊断流程，提高诊断效 率。
随着分子诊断技术的不断成熟和成本的降 低，其在临床上的应用将更加广泛，包括 早期筛查、个性化治疗等领域。
07
生物信息学在分子生物 医学中应用
生物信息学基本概念和方法
生物信息学定义
利用计算机科学、数学和统计学等方法研究生物 信息的科学。
高三生物一轮复习：细胞中的生物大分子一ppt课件
糖类、脂质的种类和作用 1．糖类的两大分类标准 (1)按化学性质分：
还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。 非还原性糖：多糖、蔗糖。
(2)按功能分：
①参与构成细胞的 重要组成成分
纤维素：植物细胞壁的主要成分。 脱氧核糖：DNA的组成成分之一。 核糖：RNA的组成成分之一。
②细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。
斐林试剂 双缩脲试剂 苏丹Ⅲ/Ⅳ染液 丙酮、层析液
作用 检测、鉴定淀粉 检测、鉴定还原性糖 检测、鉴定蛋白质 检测、鉴定脂肪 提取、分离色素
现象 淀粉遇碘变蓝
砖红色沉淀 紫色
橘黄色/红色 形成四条色素带
实验常用的试剂或指标物 Ca(OH)2溶液
作用 检测、鉴定CO2
现象
CO2使Ca(OH)2溶液 变浑浊
1.淀粉是植物体内的一种储能物质，构成淀粉的基本单位与下
列哪种物质的基本单位不同( )
A.纤维素
B.肝糖原
C.肌糖原
D.核糖
【解析】选D。淀粉的基本单位是葡萄糖；纤维素与糖原的基
本单位也是葡萄糖；而核糖是一种单糖。
2．(2012·海安模拟)纤维素和性激素的化学本质分别是( )
A．糖类和脂质
B．糖类和蛋白质
C．蛋白质和脂质
D．脂质和蛋白质
【解析】选A。纤维素是多糖属于糖类；性激素是固醇类物质属
于脂质。
3.下列叙述与选项中糖类对应正确的是( ) ①存在于DNA而不存在于RNA中的糖类 ②植物细胞主要的能源物质 ③存在于叶绿体而不存在于线粒体内的糖类 ④存在于植物细胞而不存在于肝脏细胞中的糖类 A．核糖、纤维素、葡萄糖、糖原 B．脱氧核糖、葡萄糖、葡萄糖、纤维素 C．核糖、葡萄糖、脱氧核糖、糖原 D．脱氧核糖、纤维素、葡萄糖、蔗糖
《生物质谱分析技术》课件
生物质谱分析技术的应用
生物质谱分析技术在生物学、医学和农业等领域有广泛的 应用，如蛋白质组学、代谢组学、药物筛选和食品安全检 测等。
生物质谱分析技术的原理
生物质谱分析技术的原理是基于质谱原理，通过离子化样 品中的分子，测量其质量/电荷比值，从而确定分子的质 量和结构。
THANKS
感谢观看
临床应用
随着质谱分析技术的发展，其在临床 诊断、药物发现和个性化医疗等领域 的应用将得到进一步拓展。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将进一步优 化和提高质谱数据的解析能力，使生 物质谱分析更加高效和准确。
06
参考文献
参考文献
生物质谱分析技术概述
生物质谱分析技术是一种基于质谱原理的生物分子分析方 法，通过测量生物分子质量，可以用于鉴定、定量和分离 生物分子。
蛋白质组学研究是生物质谱分析技术的重要应用领域之一。通过质谱分析，可以 鉴定蛋白质的成分、结构和功能，进而研究蛋白质之间的相互作用和蛋白质的表 达调控。
质谱分析在蛋白质组学研究中常用于蛋白质鉴定、差异表达分析、蛋白质修饰和 相互作用研究等方面。例如，在研究癌症等疾病过程中，质谱分析可以帮助科学 家发现与疾病相关的差异表达蛋白和蛋白质修饰，为疾病的诊断和治疗提供新的 靶点。
生物质谱分析技术逐渐成熟， 开始广泛应用于蛋白质组学研
究。
21世纪初
随着各种新型质谱仪器的出现 ，生物质谱分析技术的应用领
域不断拓展。
目前
生物质谱分析技术已经成为生 命科学领域的重要研究手段， 不断推动着生命科学的发展。
02
质谱仪的基本原理与构成
质谱仪的工作原理
1 2
离子化
通过电离方式将生物分子转化为带电离子。
生物质谱分析技术在生物学、医学和农业等领域有广泛的 应用，如蛋白质组学、代谢组学、药物筛选和食品安全检 测等。
生物质谱分析技术的原理
生物质谱分析技术的原理是基于质谱原理，通过离子化样 品中的分子，测量其质量/电荷比值，从而确定分子的质 量和结构。
THANKS
感谢观看
临床应用
随着质谱分析技术的发展，其在临床 诊断、药物发现和个性化医疗等领域 的应用将得到进一步拓展。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将进一步优 化和提高质谱数据的解析能力，使生 物质谱分析更加高效和准确。
06
参考文献
参考文献
生物质谱分析技术概述
生物质谱分析技术是一种基于质谱原理的生物分子分析方 法，通过测量生物分子质量，可以用于鉴定、定量和分离 生物分子。
蛋白质组学研究是生物质谱分析技术的重要应用领域之一。通过质谱分析，可以 鉴定蛋白质的成分、结构和功能，进而研究蛋白质之间的相互作用和蛋白质的表 达调控。
质谱分析在蛋白质组学研究中常用于蛋白质鉴定、差异表达分析、蛋白质修饰和 相互作用研究等方面。例如，在研究癌症等疾病过程中，质谱分析可以帮助科学 家发现与疾病相关的差异表达蛋白和蛋白质修饰，为疾病的诊断和治疗提供新的 靶点。
生物质谱分析技术逐渐成熟， 开始广泛应用于蛋白质组学研
究。
21世纪初
随着各种新型质谱仪器的出现 ，生物质谱分析技术的应用领
域不断拓展。
目前
生物质谱分析技术已经成为生 命科学领域的重要研究手段， 不断推动着生命科学的发展。
02
质谱仪的基本原理与构成
质谱仪的工作原理
1 2
离子化
通过电离方式将生物分子转化为带电离子。
分子识别PPT课件
光导纤维生物传感器又称光极
美国 fiber optical biosensor
欧洲大陆 optode 第37页/共56页
光导纤维生物传感器的结 构
第38页/共56页
光导纤维的波导作用及其构形
第39页/共56页
固定分子识别物质的载体光学透明物质
玻璃（包括硅藻凝胶、硅胶、石英和多孔 玻璃微球等）、纤维素、琼脂糖、高分子聚 合物（包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、 聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯 酸酯、尼龙等）离子交换膜、渗析膜、壳质 胺、牛血清蛋白等。
2.68
105
n
3 2
AD0.5cOxv0.5
(2可以修正为
ip 2.98105 n(ana )0.5 AD0.5cOxv0.5(298K)
第33页/共56页
氧电极
有不少酶特别是各种氧化酶在 催化底物反应时要用溶解氧为辅助 试剂，反应中所消耗的氧量就用氧 电极来测定，因此氧电极在生物传 感器中用得很广。
第35页/共56页
2.4 光 纤 传 感 器
第36页/共56页
引言
光导纤维及其应用是20世纪70年代以来 世界科学技术领域最重要的发明之一，它与 激光器、光导体、光探测器一起，构成了光 电子学的新领域。光导纤维化学传感器和生 物传感器是80年代诞生的一种新的传感技术， 是分析化学近10多年来的一个重大发展。
厚度在5—200μm之间。近年来具有单分 子层结构的人工类脂膜受到很大重视，已用 于制备高选择性、快响应的生物传感器。
热力学控制反应物与产物之间的平衡常数，如果
对一种分析物配位体络合物的平衡常数较高，而
对另一种分析物的配位络合物的平衡常数较低就
形成了选择性方法的基础。
美国 fiber optical biosensor
欧洲大陆 optode 第37页/共56页
光导纤维生物传感器的结 构
第38页/共56页
光导纤维的波导作用及其构形
第39页/共56页
固定分子识别物质的载体光学透明物质
玻璃（包括硅藻凝胶、硅胶、石英和多孔 玻璃微球等）、纤维素、琼脂糖、高分子聚 合物（包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、 聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯 酸酯、尼龙等）离子交换膜、渗析膜、壳质 胺、牛血清蛋白等。
2.68
105
n
3 2
AD0.5cOxv0.5
(2可以修正为
ip 2.98105 n(ana )0.5 AD0.5cOxv0.5(298K)
第33页/共56页
氧电极
有不少酶特别是各种氧化酶在 催化底物反应时要用溶解氧为辅助 试剂，反应中所消耗的氧量就用氧 电极来测定，因此氧电极在生物传 感器中用得很广。
第35页/共56页
2.4 光 纤 传 感 器
第36页/共56页
引言
光导纤维及其应用是20世纪70年代以来 世界科学技术领域最重要的发明之一，它与 激光器、光导体、光探测器一起，构成了光 电子学的新领域。光导纤维化学传感器和生 物传感器是80年代诞生的一种新的传感技术， 是分析化学近10多年来的一个重大发展。
厚度在5—200μm之间。近年来具有单分 子层结构的人工类脂膜受到很大重视，已用 于制备高选择性、快响应的生物传感器。
热力学控制反应物与产物之间的平衡常数，如果
对一种分析物配位体络合物的平衡常数较高，而
对另一种分析物的配位络合物的平衡常数较低就
形成了选择性方法的基础。
《生物分离与纯化》课件
阻色谱等。
精细分离的效果取决于目标物质 的性质、分离方法和分离条件的 选择，需根据实际情况进行调整
。
纯化与鉴定
纯化与鉴定的目的是进一步去除杂质，提高目标物质的纯度和鉴定其性质 。
常用的纯化方法有超滤、结晶和电泳等。鉴定方法包括光谱分析、质谱分 析和免疫分析等。
纯化与鉴定的效果取决于目标物质的性质、纯化和鉴定方法的选择以及实 验条件，需根据实际情况进行调整。
离心法
离心法
利用不同物质在离心力场中的沉降速度不同 ，将悬浮液中的物质进行分离的方法。
速率区带离心法
利用不同颗粒在离心力场中的运动轨迹不同 ，将颗粒按大小和密度进行分离。
差速离心法
通过逐渐增加离心力，将不同大小的颗粒分 离开。
密度梯度离心法
在离心管中加入密度梯度介质，使不同密度 的颗粒在离心力场中分离。
实验效率的提高
提高实验效率是生物分离与纯化的关 键，可以缩短实验时间并降低成本。
优化实验流程，如减少样品处理时间 、提高自动化程度等，也可以提高实 验效率。
选择高效的分离方法，如高效液相色 谱、快速色谱等，可以显著提高实验 效率。
06
生物分离与纯化的未来发展
新技术的应用
1 2
人工智能与机器学习
初步分离的目的是将破碎后的细胞混合物分离成 各个组分，如蛋白质、核酸和脂质等。
常用的初步分离方法有离心分离、过滤分离和沉 淀分离等。
初步分离的效果取决于分离方法和分离条件的选 择，需根据实际情况进行调整。
精细分离
精细分离的目的是从初步分离后 的组分中进一步分离出目标物质
，如蛋白质、酶和核酸等。
常用的精细分离方法有亲和色谱 、离子交换色谱、凝胶色谱和排
电泳法
精细分离的效果取决于目标物质 的性质、分离方法和分离条件的 选择，需根据实际情况进行调整
。
纯化与鉴定
纯化与鉴定的目的是进一步去除杂质，提高目标物质的纯度和鉴定其性质 。
常用的纯化方法有超滤、结晶和电泳等。鉴定方法包括光谱分析、质谱分 析和免疫分析等。
纯化与鉴定的效果取决于目标物质的性质、纯化和鉴定方法的选择以及实 验条件，需根据实际情况进行调整。
离心法
离心法
利用不同物质在离心力场中的沉降速度不同 ，将悬浮液中的物质进行分离的方法。
速率区带离心法
利用不同颗粒在离心力场中的运动轨迹不同 ，将颗粒按大小和密度进行分离。
差速离心法
通过逐渐增加离心力，将不同大小的颗粒分 离开。
密度梯度离心法
在离心管中加入密度梯度介质，使不同密度 的颗粒在离心力场中分离。
实验效率的提高
提高实验效率是生物分离与纯化的关 键，可以缩短实验时间并降低成本。
优化实验流程，如减少样品处理时间 、提高自动化程度等，也可以提高实 验效率。
选择高效的分离方法，如高效液相色 谱、快速色谱等，可以显著提高实验 效率。
06
生物分离与纯化的未来发展
新技术的应用
1 2
人工智能与机器学习
初步分离的目的是将破碎后的细胞混合物分离成 各个组分，如蛋白质、核酸和脂质等。
常用的初步分离方法有离心分离、过滤分离和沉 淀分离等。
初步分离的效果取决于分离方法和分离条件的选 择，需根据实际情况进行调整。
精细分离
精细分离的目的是从初步分离后 的组分中进一步分离出目标物质
，如蛋白质、酶和核酸等。
常用的精细分离方法有亲和色谱 、离子交换色谱、凝胶色谱和排
电泳法
分子生物学(共19张PPT)
04
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成与结构
氨基酸通过肽键连 接形成多肽链，即 蛋白质的一级结构 。
多条多肽链组合在 一起，形成蛋白质 的三级结构。
蛋白质的基本组成 单位是氨基酸，共 有20种常见氨基酸 。
多肽链经过盘绕、 折叠形成二级结构 ，主要形式包括α螺旋和β-折叠等。
在特定条件下，蛋 白质可形成四级结 构，由多个亚基组 成。
发展历程
从20世纪50年代DNA双螺旋结构 的发现开始，分子生物学经历了 飞速的发展，成为现代生命科学 中最为活跃和前沿的领域之一。
分子生物学的研究对象与任务
研究对象
主要包括DNA、RNA、蛋白质Байду номын сангаас生 物大分子，以及它们之间的相互作用 和调控机制。
研究任务
揭示生物大分子的结构、功能及其相 互作用机制；阐明基因表达调控的分 子机制；探索生物大分子在生命过程 中的作用和意义。
转录因子
01
真核生物中存在大量转录因子，它们与DNA特定序列结合，激
活或抑制基因转录。
表观遗传学调控
02
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式，改变染色质结构，影响
基因表达。
microRNA调控
03
microRNA是一类小分子RNA，通过与mRNA结合，抑制其翻
译或促进其降解，从而调节基因表达。
基因表达调控的分子机制
发育生物学研究生物体的发育过程，而分子 生物学则揭示了发育过程中基因表达和调控 的分子机制。
02
DNA的结构与功能
DNA的分子组成与结构
DNA的基本组成单位
脱氧核糖核苷酸，由磷酸、脱氧核糖 和碱基组成。
DNA的碱基
DNA的双螺旋结构
生物大分子的分离纯化技术(共34张PPT)
范围. 以1×10-13s 为一个单位,称为斯韦德贝格单位(Svedberg) ，用S(大写)表示.
离心(3)
最大速度方法：
移动界面（Moving Boundary)超 速离心法
移动区带(Moving Zone)超速离心法
等密度方法(Isodensity)：
样品的类型、采集与保存 酶样品的准备
亲和色谱
琼脂糖的溴化氰活化法
6-氨基己酸－琼脂糖和,1,6-己二胺－琼脂糖
层析柱短 配基－与大分子间以氢键离子键或疏水相互作用结合
透析 微过滤 盐析 冷冻干燥 离心
透析
透析膜:
材料: 火棉胶(Collodion), 玻璃纸(Cellophane), 纤维素 (Cellulose)
纤维透析管的处理: 1%乙酸水溶液 1h, 碱性EDTA (1% Na2CO3, 1 mM EDTA) 煮1h, 纯水清洗,保存.
透析液:
离心(2)
(Relative centrifugal force)：
F=mω2r;
Fcf=(1.119×10-5)(rpm)2r
F摩擦=fv
F净=(Mp-Ms)ω2r-fv
沉淀速度与离心力的比率（单位离心场中颗粒的沉降速度 ）， 蛋白质\核酸\病毒等的沉降系数介于1×10-13到200×10-13秒的
紫外-可见吸收法 荧光检测法
电化学检测法
质谱法
高效毛细管电泳
电泳淌度 电渗流
淌度和迁移时间 分离效率 分离度
高效毛细管电泳分离模式
毛细管区带电泳
以1×10-13s 为一个单位,称为斯韦德贝格单位(Svedberg)，用S(大写)表示.
（Capillary Zone Electrophoresis, CZE) 纤维透析管的处理: 1%乙酸水溶液 1h, 碱性EDTA (1% Na2CO3, 1 mM EDTA) 煮1h, 纯水清洗,保存.
离心(3)
最大速度方法：
移动界面（Moving Boundary)超 速离心法
移动区带(Moving Zone)超速离心法
等密度方法(Isodensity)：
样品的类型、采集与保存 酶样品的准备
亲和色谱
琼脂糖的溴化氰活化法
6-氨基己酸－琼脂糖和,1,6-己二胺－琼脂糖
层析柱短 配基－与大分子间以氢键离子键或疏水相互作用结合
透析 微过滤 盐析 冷冻干燥 离心
透析
透析膜:
材料: 火棉胶(Collodion), 玻璃纸(Cellophane), 纤维素 (Cellulose)
纤维透析管的处理: 1%乙酸水溶液 1h, 碱性EDTA (1% Na2CO3, 1 mM EDTA) 煮1h, 纯水清洗,保存.
透析液:
离心(2)
(Relative centrifugal force)：
F=mω2r;
Fcf=(1.119×10-5)(rpm)2r
F摩擦=fv
F净=(Mp-Ms)ω2r-fv
沉淀速度与离心力的比率（单位离心场中颗粒的沉降速度 ）， 蛋白质\核酸\病毒等的沉降系数介于1×10-13到200×10-13秒的
紫外-可见吸收法 荧光检测法
电化学检测法
质谱法
高效毛细管电泳
电泳淌度 电渗流
淌度和迁移时间 分离效率 分离度
高效毛细管电泳分离模式
毛细管区带电泳
以1×10-13s 为一个单位,称为斯韦德贝格单位(Svedberg)，用S(大写)表示.
（Capillary Zone Electrophoresis, CZE) 纤维透析管的处理: 1%乙酸水溶液 1h, 碱性EDTA (1% Na2CO3, 1 mM EDTA) 煮1h, 纯水清洗,保存.
分子生物学ppt课件
基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
包括：
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组 二、原核生物基因组 三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组（genome） 1个配（精子或卵子），1个单倍 体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸 或为DNA或为RNA，可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳，以保护病毒核酸不 受核酸酶的破坏，并能识别和侵袭特定的宿主。
分子生物学
Molecular Biology
1
What is Molecular Biology?
分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命规律和生命本质 的学科。
核心内容是从分子水平研究基因和基因的活动，这些活动主要 通过核酸和蛋白质的活动来实现。
医学分子生物学主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、 功能、相互作用及其与疾病发生、发展的关系。
16
三、基因的结构特点和分类
基因的结构
结构基因：编码区序列（coding region sequence ）
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
转录调控序列：非编码序列（non-coding sequence）
基因表达需要的调控区（regulatory region）序列， 包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）等。
《分子生物学基础》PPT课件
可分为纤维状蛋白质和球状蛋白质两 大类。
根据化学组成分类
可分为简单蛋白质和结合蛋白质两大 类。
2024/1/24
20
05
基因表达的调控机制
Chapter
2024/1/24
21
原核生物的基因表达调控
转录水平调控
蛋白质水平调控
通过改变RNA聚合酶的活性或选择性 来影响基因转录。
通过蛋白质修饰、降解等方式来影响 蛋白质的稳定性和活性。
《分子生物学基础》PPT课件
2024/1/24
1
目录
2024/1/24
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 蛋白质的结构与功能 • 基因表达的调控机制 • 分子生物学的应用与展望
2
01
分子生物学概述
Chapter
2024/1/24
3
分子生物学的定义与发展
2024/1/24
rRNA
核糖体RNA，是核糖体的组成成分 ，参与蛋白质合成。结构特点包括 多个茎环结构和特定的功能区域。
13
RNA在基因表达中的作用
转录后的RNA需要经过加工才能 成为成熟的mRNA、tRNA或 rRNA。加工过程包括剪接、修饰 和折叠等。
RNA在基因表达调控中发挥着重 要作用。例如，microRNA可以 通过与mRNA结合抑制其翻译， 从而调控基因表达水平。
农业生产管理
应用分子生物学技术，对农业生产过程中的环境、土壤、水源等 进行监测和调控，提高农业生产的可持续性。
2024/1/24
27
分子生物学在工业领域的应用
生物制药
利用分子生Байду номын сангаас学技术，生产重组蛋白、抗体等生物药物，用于治疗 和预防疾病。
根据化学组成分类
可分为简单蛋白质和结合蛋白质两大 类。
2024/1/24
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05
基因表达的调控机制
Chapter
2024/1/24
21
原核生物的基因表达调控
转录水平调控
蛋白质水平调控
通过改变RNA聚合酶的活性或选择性 来影响基因转录。
通过蛋白质修饰、降解等方式来影响 蛋白质的稳定性和活性。
《分子生物学基础》PPT课件
2024/1/24
1
目录
2024/1/24
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 蛋白质的结构与功能 • 基因表达的调控机制 • 分子生物学的应用与展望
2
01
分子生物学概述
Chapter
2024/1/24
3
分子生物学的定义与发展
2024/1/24
rRNA
核糖体RNA，是核糖体的组成成分 ，参与蛋白质合成。结构特点包括 多个茎环结构和特定的功能区域。
13
RNA在基因表达中的作用
转录后的RNA需要经过加工才能 成为成熟的mRNA、tRNA或 rRNA。加工过程包括剪接、修饰 和折叠等。
RNA在基因表达调控中发挥着重 要作用。例如，microRNA可以 通过与mRNA结合抑制其翻译， 从而调控基因表达水平。
农业生产管理
应用分子生物学技术，对农业生产过程中的环境、土壤、水源等 进行监测和调控，提高农业生产的可持续性。
2024/1/24
27
分子生物学在工业领域的应用
生物制药
利用分子生Байду номын сангаас学技术，生产重组蛋白、抗体等生物药物，用于治疗 和预防疾病。
肿瘤的分子生物学检验技术 ppt课件
ppt课件
10
3、rRNA基因
1、mtRNA 编码 两种rRNA,即 12SrRNA16SrR NA 2、位P于heH链 Leu tRNA tRNAVal 之间以tRNA 相 隔 3、变异常发生在 二级结构茎环上 。
ppt课件
11
4、非编码区
D-loop（约1120bp）
位于tRNAPro
和tRNAPhe基因之间， 约1120bp,是mtDNA中 变异最多的区域，参与 并调控mtDNA的复制和 转录。
（4）结果分析：根据酶解片段选择不同浓度的琼脂 糖或聚丙烯酰胺凝胶进行电泳分离，染色后观察扩增 基因的变异情况。
ppt课件
35
二、线粒体病的分子生物学检验技术
（二）变性高效液相色谱法
在部分变性的条件下，通过杂合与纯合二倍体 在柱中保留时间的差异，发现DNA突变。异源 双链DNA与同源双链DNA的解链特性不同，在 部分变性条件下，异源双链因有错配区的存在
三、线粒体病的分子生物学检验应用
（一）MELAS综合征
11月23日，读初三的晓炎从学校回家后，顾春娜就感觉女儿脸色 不好，以为晓炎在学校吃的没有营养，就赶紧给女儿做了顿好饭。 可晓炎吃过饭后不久，就开始呕吐。
当晚凌晨2点钟，晓炎出现了全身抽搐的症状，看到女儿四肢
颤抖，嘴眼歪斜，顾春娜赶紧拨打120，急救车将女儿送到医院救
（3）DHPLC检测上样前要验证PCR产物质量，以保 证结果准确性。
（4）结果分析：在部分变性条件下出现异源双链峰， 表明异质性突变位点，反之则为同源单峰。建议购买 阳性质控品。
ppt课件
39
二、线粒体病的分子生物学检验技术
（三）DNA芯片技术略 （四）DNA测序技术略
人教版高中化学《生物大分子》完整版PPT1
题点(一) 糖的性质
1．(2021年1月新高考8省联考·江苏卷)葡萄糖的银镜反应实验如下：
步骤1：向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，边振荡边滴加2%氨水，观察 到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2：向试管中继续滴加2%氨水，观察到沉淀完全溶解。 ②图乙是我国自行研制的氢动力概念跑车．氢气作为最清洁燃料的原因是
解析：(1)制镜工业和热水瓶胆镀银都利用了葡萄糖中含有醛基，与银氨溶液反 应还原出单质银，所以反应为反应④。
△ 答案：(1)④ (2)CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2――→CH2OH(CHOH)4COOH ＋Cu2O↓＋2H2O (3)C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O
[题点全盘查]
D．Cr2O72-可将葡萄糖氧化而不能共存，故D错误；
D.
工业炼铁、从海水中提取镁、制玻璃、水泥过程中都需要用到石灰石
(2) 淀 粉 和 纤 维 素 的 分 子 式 可 以 表 示 为 (C H O ) ， 也 可 以 表 示 为 D．离子方程式不一定表示的是一类反应，如2CH3COOH+CaCO3═2CH3COO﹣+Ca2++H2O+CO2↑，该反应只表示醋酸和碳酸钙的反应，故D错误；
实验步骤
实验现象
试管壁上有 银镜出现
②与新制氢氧化铜溶液反应
实验步骤
实验现象
试管中出现 红色沉淀
③实验结论：
葡萄糖对银氨溶液、氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性，属于还原糖。
(5)应用 ①葡萄糖在食品和医药工业中有广泛应用。
②葡萄糖易于被人体吸收，经酶的催化发生氧化反应，放出热量，提供了维持生
命活动所需要的能量。反应形式表示如下： C6H12O6＋6O2―― 酶→6CO2＋6H2O。 葡萄糖
DNA的提取与鉴定讲解ppt课件
4D不 溶、N解同AD，，和NA而利蛋的当m大D一液在m随逐时ND使用N白o中，氯Na原o溶N，N渐lAC杂这lA／溶浓化质/aa理l的D降L的溶解CC质L解度钠一时N等，ll溶时低溶液溶溶A或为性的沉特，可其解，；解浓溶液液析物淀D以点0D度他在度度解浓浓出质．NN，使最，0又继成度度度A的1A.或D14的低续逐选的最的低量分4N者m。溶增渐溶小浓增于择A在mo相利 在加度增解解；加0ol适不／.l1为用 盐度时大反当而度/4当LL同时最这 溶， 。2的浓，盐度浓的度Na就C能l溶使液D中N溶A解充度分
4.DNA的再溶解。 用高浓度（2mol/L）的氯化钠溶液再溶解DNA粘稠物。
5.DNA的沉淀和浓缩。
对于除去了蛋白质的DNA的氯化钠溶液，必须再进 一步沉淀和浓缩，常用酒精沉淀法。即往含有Na＋的 DNA溶液，加入体积分数为95%的冷却酒精，混匀后可 以使DNA沉淀、浓缩，形成含杂质较少的DNA丝状物， 悬浮于溶液中。若丝状物较少，可将混合液再放入冰 箱中冷却几分钟即可。浓缩后的DNA丝状物可以用玻棒 （玻棒有吸附DNA的作用）缓缓旋转的方法卷起。
3.DNA的鉴定： 加入二苯胺试剂4mL，用玻棒搅拌使DNA溶解，沸水 浴5min，观察溶液是否出现浅蓝色。
三、实验小结
1.共有“三次过滤，两次析出，七次搅拌”
2.加入“两次蒸馏水，三次NaCl溶液，一次酒精”
四、实验原理拓展介绍。
1.DNA的释放。 DNA主要在鸡血细胞的细胞核内，正常情况下不会释 放出来，蒸馏水对于鸡血细胞是一种低渗液，水分可以 大量进入血细胞，使之胀破，同时加上玻璃棒快速搅拌 的机械作用，加速血细胞的细胞膜和核膜的破裂。但释 放出来的大量DNA与RNA、蛋白质结合在一起，即释放 的不是纯净的DNA，常称为DNA核蛋白。 2.DNA与蛋白质分离。 在高浓度（2mol/L）的氯化钠溶液中，核蛋白易溶解， 析出DNA并溶解在高浓度的氯化钠溶液中 3.DNA的析出与获取。 因为DNA在低浓度（ 0.14mol/L ）的氯化钠溶液中溶解 度小，而蛋白质的在其中的溶解度大。所以在向含DNA 的高浓度的氯化钠溶液中加入大量蒸馏水稀释氯化钠溶 液，从而使DNA溶解度下降，蛋白质溶解度增高。
【高中生物】生物大分子ppt
（一）、生物小分子和生物大分子的关系
小分子 大分子 单体
多聚体
单糖 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 多 糖 氨基酸 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 蛋白 质 （由小分子到大分子 ） 核苷酸 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 核酸
第三节
生物大分子
一· 生物大分子的碳链骨架 二· 贮存遗传信息的大分子——核酸 三· 体现生命活动的大分子——蛋白质 四· 贮存能量的大分子———脂质 五· 提供能量的大分子——糖类
一、生物大分子以碳链为骨架
生物大分子： 指的是作为生物体内 主要活性成分的各种分子量达到上万 或更多的有机分子。
常见的生物大分子包括： 蛋白质、核酸、脂质、糖类。
另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的， 叫做非必需氨基酸。
我们应该注意及时补充必需氨基酸！
H NH2 C
O
C OH NH2
H C
O
C OH
H
H NH2 C
甘氨酸
O
C OH NH2
CH
缬氨酸
CH3 CH3 H C CH3 O C OH
CH2 亮氨酸
CH CH3 CH3
丙氨酸
试一试,能不能推导出氨基酸的结构通 式？
H
H C
N
H
C R2
||
O
_ OH
缩合
H
N
H
C R3
COOH
2H2O+
以此类推，三个氨基酸分子缩合而成的化 合物叫做三肽；四个氨基酸分子缩合而成 的化合物叫做四肽……。由三个或者三个 以上的氨基酸分子缩合而成的含有多个肽 键的化合物通称为多肽。 氨基酸
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J.Sep.Sci. 2004,27,1467
多维色谱
❖ 多维分离模式的峰容量是其构成的各个一维分离模式的峰容 量的乘积,因此多维色谱相比于一维色谱能提供更大的峰容 量,更适合于复杂样品的分析。
❖ 同一维液相色谱系统相比,多维液相色谱分离系统最主要的 优势在于提供了不同寻常的峰容量。这使得大多数目标化合 物和化合物族可以获得基线分离。同时组分峰在多维分离空 间中被多重定位,减少了干扰,定性可靠。另外,相对于同族 的其他化合物来说,每个峰在每次运行中其位置是稳定的,容 易识别。
子”。
芬恩的电喷雾质谱技术（ESI）原理图
田中耕一的软激光解吸附质谱技术 （RLD）原理图
质谱测定方法解决了“看清” 生物大分子“是谁”的问题
核磁共振—— 一种揭示生物大分子真面目的方法
在核磁共振技术出现以前，X射线晶体分析技术是 惟一可以研究蛋白质三维结构的方法。该法是根据蛋白 质结晶对X射线的衍射作用实现的。但该法不能对溶液 进行分析。
整体柱固定相
传统大孔球形色谱填料的缺点： 1、传统填充柱的空间占用率低。 2、微球表面孔内停滞流动相的传质阻力是影响柱效，导致 峰形变宽的主要因素。
20世纪80年代末发展了一种新型填料合成技术：通过在空管 柱中加入单体、引发剂及致孔剂的混合溶液“原位”聚合制 得整体柱。
制备过程简单、重复性好、易于化学工业改性、柱压低以 及传质速度快等优点，特别适合于生物大分子的分离。
内容
❖ 生物大分子 ❖ 识别 ❖ 分离与检测
生物大分子
生物大分子是指分子量大于10，000，有复杂 空间结构，具有生物活性的物质，如多肽、蛋 白质、酶等。 特性：具有特定的生化结构（组成，序列和构 象），分子量大，分子极性强，对温度、pH值、 剪切力、有机溶剂等非常敏感。
生物大分子的识别
“看清”生物大分子“是谁”； “看清”生物大分子“是什么样
核磁共振法独到之处是测定溶液中的蛋白质，是在最接 近分子自然生理状态的条件下进行测定。
国外科技动态，2002，11， 8
维特里希设计了一套将核磁共振信号与生物大分子中的 质子相对应的系统分析方法。他进一步说明这些质子间的距 离如何确定，再结合距离几何学的数学方法就可获得大分子 清晰的三维结构图。
瑞士科学家库 尔特•维特里希， 获2002年诺贝 尔化学奖
上千倍.
膜科学与技术，2001，21，66
❖ 膜色谱特点为:
优点： ❖ (1) 生物大分子在膜介质中以对流传质为主，分离速度快，
特别适用于生物大分子的快速分离； ❖ (2) 柱压低； ❖ (3) 易于放大，只要简单的增加柱长就可以达到目标； ❖ (4) 可直接处理复杂的生物样品，几乎不需要与处理； ❖ (5) 膜基质生物兼容性好。 缺点： ❖ (1) 柱效低 ❖ (2) 耐压性差
但毛细管电泳不仅处理量小而且在分离过程中会破坏生物大 分子的构象、降低其生物活性。
液相色谱一般在室温下进行，所用流动相为液体，固定相的 表面经过各种化学修饰，能为生物大分子的分离提供“软接触” 的温和相互作用，因此成为分离生物大分子强有力的手段。
液相色谱
开发新型固定相 大孔填料（孔径为30-50nm） 无孔填料（粒径1-3μm） 膜色谱基质 整体材料固定相
如果确定了一座建筑物的所有工程数据，就可以快速而准确地绘出该建筑 物的三维结构图。
如果知道蛋白质分子中大量折叠片段间的距离，也就知道了它的三维结构图。
核磁共振技术方法解决了“看清” 生物大分子“是什么样子”的问 题
生物大分子的分离与检测
生物大分子通常来自天然产物或发酵液中，并以 混合物、低浓度的状态存在。
生物大分子的检测
色谱
质谱
谢 谢！
除了分子量大，还具有结构复杂（具三级或四级 结构），具有生物活性，一旦条件不适合就丧失活性， 因此在分离技术上与一般的小分子有机物的分离有差 别。
色谱法
由液相色谱、气相色谱和毛细管电泳等所组成的色谱学是现 代分离、分析的主要组成部分。
液相色谱与毛细管电泳技术是目前已知的两种最有效的分离 生物大分子的方法。
核磁共振技术弥补了X射线晶体分析技术的不足，能 够对溶液中的蛋白质进行分析，即在蛋白质最自然的生 存环境下对它们进行研究，进而得到“活”蛋白质的结 构。
在结晶பைடு நூலகம்态下蛋白质分子是紧紧地积压在一起的，而 在溶液中它们则处在最自然的生理状态下。
应用核磁共振技术测定的 朊病毒蛋白质分子结构图
朊病毒蛋白质分子中肽 链有一半（23-120）在 水溶液中是呈现无规则 的、松散的、灵活多变 的状态。
建立多维分离模式
膜色谱技术
❖ 膜色谱技术是液相色谱合膜分离相结合的一种新技术，融 合了二者之长，具有快速、高效、高选择性、易于放大等 特点，能满足生物大分子高效分离与纯化的需要。
❖ 膜色谱采用具有一定孔径的膜作为介质,连接配基,利用膜 配基与生物大分子之间的相互作用进行分离纯化. 当料液 以一定流速流过膜的时候,目标分子与膜介质表面或膜孔内 基团特异性结合,而杂质则透过膜孔流出,待处理结束后再 通过洗脱液将目标分子洗脱下来,其纯化倍数可达数百乃至
多维色谱
❖ 多维分离模式的峰容量是其构成的各个一维分离模式的峰容 量的乘积,因此多维色谱相比于一维色谱能提供更大的峰容 量,更适合于复杂样品的分析。
❖ 同一维液相色谱系统相比,多维液相色谱分离系统最主要的 优势在于提供了不同寻常的峰容量。这使得大多数目标化合 物和化合物族可以获得基线分离。同时组分峰在多维分离空 间中被多重定位,减少了干扰,定性可靠。另外,相对于同族 的其他化合物来说,每个峰在每次运行中其位置是稳定的,容 易识别。
子”。
芬恩的电喷雾质谱技术（ESI）原理图
田中耕一的软激光解吸附质谱技术 （RLD）原理图
质谱测定方法解决了“看清” 生物大分子“是谁”的问题
核磁共振—— 一种揭示生物大分子真面目的方法
在核磁共振技术出现以前，X射线晶体分析技术是 惟一可以研究蛋白质三维结构的方法。该法是根据蛋白 质结晶对X射线的衍射作用实现的。但该法不能对溶液 进行分析。
整体柱固定相
传统大孔球形色谱填料的缺点： 1、传统填充柱的空间占用率低。 2、微球表面孔内停滞流动相的传质阻力是影响柱效，导致 峰形变宽的主要因素。
20世纪80年代末发展了一种新型填料合成技术：通过在空管 柱中加入单体、引发剂及致孔剂的混合溶液“原位”聚合制 得整体柱。
制备过程简单、重复性好、易于化学工业改性、柱压低以 及传质速度快等优点，特别适合于生物大分子的分离。
内容
❖ 生物大分子 ❖ 识别 ❖ 分离与检测
生物大分子
生物大分子是指分子量大于10，000，有复杂 空间结构，具有生物活性的物质，如多肽、蛋 白质、酶等。 特性：具有特定的生化结构（组成，序列和构 象），分子量大，分子极性强，对温度、pH值、 剪切力、有机溶剂等非常敏感。
生物大分子的识别
“看清”生物大分子“是谁”； “看清”生物大分子“是什么样
核磁共振法独到之处是测定溶液中的蛋白质，是在最接 近分子自然生理状态的条件下进行测定。
国外科技动态，2002，11， 8
维特里希设计了一套将核磁共振信号与生物大分子中的 质子相对应的系统分析方法。他进一步说明这些质子间的距 离如何确定，再结合距离几何学的数学方法就可获得大分子 清晰的三维结构图。
瑞士科学家库 尔特•维特里希， 获2002年诺贝 尔化学奖
上千倍.
膜科学与技术，2001，21，66
❖ 膜色谱特点为:
优点： ❖ (1) 生物大分子在膜介质中以对流传质为主，分离速度快，
特别适用于生物大分子的快速分离； ❖ (2) 柱压低； ❖ (3) 易于放大，只要简单的增加柱长就可以达到目标； ❖ (4) 可直接处理复杂的生物样品，几乎不需要与处理； ❖ (5) 膜基质生物兼容性好。 缺点： ❖ (1) 柱效低 ❖ (2) 耐压性差
但毛细管电泳不仅处理量小而且在分离过程中会破坏生物大 分子的构象、降低其生物活性。
液相色谱一般在室温下进行，所用流动相为液体，固定相的 表面经过各种化学修饰，能为生物大分子的分离提供“软接触” 的温和相互作用，因此成为分离生物大分子强有力的手段。
液相色谱
开发新型固定相 大孔填料（孔径为30-50nm） 无孔填料（粒径1-3μm） 膜色谱基质 整体材料固定相
如果确定了一座建筑物的所有工程数据，就可以快速而准确地绘出该建筑 物的三维结构图。
如果知道蛋白质分子中大量折叠片段间的距离，也就知道了它的三维结构图。
核磁共振技术方法解决了“看清” 生物大分子“是什么样子”的问 题
生物大分子的分离与检测
生物大分子通常来自天然产物或发酵液中，并以 混合物、低浓度的状态存在。
生物大分子的检测
色谱
质谱
谢 谢！
除了分子量大，还具有结构复杂（具三级或四级 结构），具有生物活性，一旦条件不适合就丧失活性， 因此在分离技术上与一般的小分子有机物的分离有差 别。
色谱法
由液相色谱、气相色谱和毛细管电泳等所组成的色谱学是现 代分离、分析的主要组成部分。
液相色谱与毛细管电泳技术是目前已知的两种最有效的分离 生物大分子的方法。
核磁共振技术弥补了X射线晶体分析技术的不足，能 够对溶液中的蛋白质进行分析，即在蛋白质最自然的生 存环境下对它们进行研究，进而得到“活”蛋白质的结 构。
在结晶பைடு நூலகம்态下蛋白质分子是紧紧地积压在一起的，而 在溶液中它们则处在最自然的生理状态下。
应用核磁共振技术测定的 朊病毒蛋白质分子结构图
朊病毒蛋白质分子中肽 链有一半（23-120）在 水溶液中是呈现无规则 的、松散的、灵活多变 的状态。
建立多维分离模式
膜色谱技术
❖ 膜色谱技术是液相色谱合膜分离相结合的一种新技术，融 合了二者之长，具有快速、高效、高选择性、易于放大等 特点，能满足生物大分子高效分离与纯化的需要。
❖ 膜色谱采用具有一定孔径的膜作为介质,连接配基,利用膜 配基与生物大分子之间的相互作用进行分离纯化. 当料液 以一定流速流过膜的时候,目标分子与膜介质表面或膜孔内 基团特异性结合,而杂质则透过膜孔流出,待处理结束后再 通过洗脱液将目标分子洗脱下来,其纯化倍数可达数百乃至