一、填空题
1．发酵液常用的固液分离方法有离心和过滤等。
2.萃取过程设计分为单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取、回流萃取、连续逆流萃取四种
3．蛋白质沉淀方法分盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、重金属盐沉淀法、生物碱试剂以及某些酸类沉淀法、非离子多聚物沉淀法、加热凝固法七类4.电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发作用；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联作用；TEMED的作用是增速剂。
5.影响盐析的因素有PH值、温度、溶质的类型和溶质的浓度。
二、基本概念
1.非水相生物催化技术
非水相生物催化技术兴起于20世纪80年代初期，突破了酶只能在单一水溶液介质中反应的局限。该项技术主要以酶和细胞作为生物催化剂，在非水介质中进行催化反应，通过构象的改变，表现出较好的催化性能，如：活力、选择性、稳定性等。
2.细胞融合技术
细胞融合（cell fusion）也称细胞杂交、原生质体融合或体细胞杂交，是指细胞通过介导和培养，在离体条件下用人工方法将不同种的细胞通过无性方式融合成一个核或多核的杂合细胞的过程。
细胞融合技术的发展，打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用的微生物；增加微生物体内控制代谢产物产量的基因拷贝数，可以大幅度地提高目标产物的产量；将动、植物或某些微生物特有产物的控制基因植入细胞中，快速经济地大量生产这些产物；将具有不同性能的多种质粒植入，使新菌株在清除污染或以非
粮食物质为原料进行发酵生产或环境保护。
3.定点突变
定点突变(site-directed mutagenesis)技术可以通过盒式取代诱变、寡核苷酸引物介导和PCR介导等方法，在已知DNA序列中取代、插入或缺失一定长度的核苷酸片段，一般使DNA所表达的目的蛋白性状向有利的方向变化。该方法比使用化学因素、自然因素导致突变的方法具有突变率高、简单易行、重复性好等特点。
4.DNA Shuffling技术
DNA Shuffling技术，也称基因改组技术，是基因在分子水平上进行有性重组。对一组基因群体（进化上相关的DNA序列或曾筛选出性能改进序列）进行重组创造新基因；在DNA片段组装过程中也可能引入点突变，对从单一序列指导进化蛋白质有效；产生的多样性文库，可以有效积累有益突变，排除有害突变和中性突变，同时也可实现目的蛋白多种特性的共进化。
5.底物工程
底物工程主要研究的问题有：一个目标产品可以从不同的起始原料(底物)出发，这就涉及到合成路线的设计和选择问题：不仅要考虑原料的来源、价格、反应的难易程度和收率高低，而且要考虑到生物催化步骤与其前/后化学转化步骤的衔接和耦合，以达到整体最优，有利于工业化应用。
对于双底物或多底物的酶反应而言，在主要底物确定的情况下，辅助底物的选择和优化也很重要，这不仅因为它的分子结构和反应活性将关系到反应的平衡位置和速率快慢，而且因为一些辅底物(Co-substrates)或其相应的第二产物可能会对酶产生抑制甚至使酶失活。
有时还可以通过基团保护/脱保护的方法来提高生物催化的选择性。
三、简答题
1.常规PCR和荧光定量PCR的异同及应用
异同：
常规PCR是利用DNA半保留复制的原则，体外酶促合成特异DNA片断，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。主要由高温变性、低温退火和适温延伸三个步骤反复的热循环构成，通过检测插入dna中核酸染料的量来测定pcr 最终产物量。
实时荧光定量PCR(Real time fluorescence quantitative PCR，RT-qPCR)是一种实时监控DNA扩增反应的技术。在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累进行实时监测整个PCR过程，并将DNA的累积速率绘制成动态变化图，在扩增的指数期对起始模板进行定量，从而消除了在测定终端产物丰度时有较大变异系数的问题。
常规PCR的应用：
1．科研领域：基因克隆；不对称PCR制备单链DNA用于DNA测序；突变分析2.医学应用：检测细菌、病毒类疾病；诊断遗传疾病；诊断肿瘤；应用于法医物证学，犯罪现场标本分析。
3.用于人类基因组工程，遗传图谱的构建，DNA测序，表达图谱
4.其他应用：反向PCR测定未知DNA区域；反转录PCR（RT-PCR）用于检测细胞中基因表达水平、RNA病毒量以及直接克隆特定基因的cDNA；荧光定量PCR用于对PCR产物实时监控；cDNA末端快速扩增技术
实时荧光定量PCR的应用
（一）医学领域
RT－qPCR 技术目前应用最为广泛的是医学领域，主要如下：
在临床定量中的应用有：
病原微生物含量与病情的轻重程度、传染性及治疗效果之间的关系
新的治疗与预后指标的研究
病原微生物含量与用药之间的关系
新的病原体分子诊断标准
超早期感染治疗用药物及疗法的研究与开发
在传染病流行病学方面的应用：医院血站防疫站
传染病的发病监控、预测与预防
mRNA的表达水平与是否肿瘤及其进展的关系
肿瘤相关基因表、肿瘤标志物和肿瘤耐药基因的检测
mRNA的表达水平与染病及病情之间的关系：预测、诊断、评价、指导治疗
临床定性检测(SNP)的应用：
1.等位基因与遗传病之间的关系
2.诊断及预测致病风险
3. SNP与体质遗传病之间的关系
4.药物基因组学及新药的发现
5.合理用药研究
遗传病诊断：如地中海贫血
等位基因检测
多基因遗传病的突变检测
基因表达异常所致遗传病检测
胚胎植入前遗传诊断（preimplantation genetic diagnosis，PGD）是用人类辅助生殖技术获得受精卵，体外培养发育到6～10细胞的卵裂球时，通过显微操作技术从中活检1～2个单细胞，利用医学分子遗传学诊断技术对单个卵裂球细胞标本进行遗传诊断，然后将它们移植回母体子宫内继续发育至妊娠，从而避免遗传病患儿出生。遗传病基因携带夫妇如不想用产前诊断、人工流产来避免高危受累患儿的出生，PGD目前是他们的唯一选择。与以前采用的巢式PCR相比，FQPCR减少了等位基因缺失（allele drop-out，ADO）现象的发生。
其他临床应用：
比较染病组织与正常组织中各种mRNA含量差异
病毒性疾病中病毒的耐药性变异株的测定HBV基因突变，尤其是前核基
因突变，直接影响HBV感染病情转归及抗毒治疗效果，同时也反映了来自体内或外界选择压力的作用。因此，突变株在体内产生的确切原因，突变株与野生株混合存在的发展趋向，突变株是否为耐药株，突变株与野生株相对含量的变化与致病性的关系，突变株与免疫耐受的关系等均是有必要进一步澄清的问题。
新临床诊断及检验试剂的开发
研究ELISA方法的漏检率
HLA分型：取代传统电泳方法
（二）植物中的应用
RT－qPCR 技术是一种很好的检测基因表达的方法，通过RT－qPCR可以分析植物在不同处理条件下基因样本的表达差异，也可以分析植物在不同生长发育时期基因表达的差异。该项技术的应用对植物病理学研究、植物检疫和植物遗传育种研究起到了推进作用。
（三）转基因研究中的应用
转基因研究方面的部分应用：
转基因的基因拷贝数与受体生物性状之间的关系；
转基因的基因表达量与受体生物性状之间的关系；
转基因胚胎中转基因拷贝数的测定；
转基因对受体生物其他基因表达的影响（包括不同的发育时期的影响）；
转基因生物安全方面的部分研究：
转基因在环境中的扩散监测；
转基因生物世代传递中的拷贝数、表达量变化监测
食品、烟草、化妆品等中转基因成份含量的测定（GMO)
转基因成分含量与毒理代谢之间的关系
（四）科学研究
此外，RT－qPCR 技术在其他分子生物学相关定量研究领域的应用也取得了较大进展，如：在基因表达分析（disease state progression等）、动植物基因工程、物种分类和鉴定中的应用及昆虫检疫、基因型分型（Genotyping）、环境污染与毒理监测、基因芯片结果的复证、分子生态学研究等。
（五）其他方面
运用于公安系统相关：个人身份鉴定、物证的各种鉴定、人种的鉴定
或考古方面
2．提取细胞内的物质时需要对细胞进行破碎，请问细胞破碎的常用方法有哪些及其原理。
答：常用的细胞破碎方法有：
机械破碎法：组织捣碎、珠磨法、高压匀浆法、挤压法、超声破碎法、X-press 法等；
非机械破碎法：酶溶法、化学渗透法、渗透压法、冻结融化法、干燥法、急热骤冷法等。以下是这12种破碎方法的原理和适用范围介绍：
1 组织捣碎，其原理是利用机械运动产生剪切力的作用破细胞，利用高速（10000～20000r/min）旋转的叶片所产生的剪切力将组织细胞破碎。适用范围：动植物组织。
2 珠磨法，原理是：进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂（直径小于1mm）一起快速搅拌或研磨，研磨剂、珠子与细胞之间相互剪切、碰撞，使细胞破碎，释放出内含物。适用范围：微生物（细菌）与植物细胞。
3 高压匀浆法，工作原理：利用高压使细胞悬浮液通过针性阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破裂；特点：破碎程度较高，而其机械剪切力对生物大分子的破坏较少，处理量大；适用范围：适用于酵母和多数细菌；不宜用于团状、丝状真菌、较小的格兰仕阳性菌和工程菌的破碎。
4 挤压法，工作原理：微生物细胞在高压下通过一个狭窄的孔道高速冲出，因突然减压而引起一种空穴效应，使细胞破碎；适用范围：革兰氏阴性细菌
5 超声破碎法，工作原理：声频高于15-20kHz的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎，可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关，空化现象是在强声波作用下，气泡形成、胀大和破碎的现象；特点：多采用短时多次处理样
品，且由于过程产热较多，常在冰浴中进行超声；处理少量样品，操作简便，液量损失少；适用范围：微生物细胞；杆菌比球菌易破碎，G-细菌比G+细菌易破碎，对酵母菌的效果较差。
6 X-press法，将浓缩的菌体悬浮液冷却至-25℃形成冰晶体，利用500MPa 以上的高压冲击，使冷冻细胞从高压阀小孔中挤出。细胞破碎是由于冰晶体的磨损，使包埋在冰中的微生物变形而引起的。适用范围：此法主要用于实验室，适应范围广、破碎率高、细胞碎片粉碎程度低及活性保留率高等优点，但不适应于对冷冻敏感的生化物质。
7酶溶法，又分为外加酶和自溶两种，外加酶原理：用生物酶将细胞壁核细胞膜消化溶解；特点：具有选择性释放产物、核酸泄露少、细胞外形完整，但价格较高、通用性差。自溶法。原理：控制一定条件，诱发微生物细胞产生过剩的溶胞酶或激发溶胞酶活力，使细胞自溶；特点：对不稳定的微生物，易引起所需蛋白质的变性。适用范围：细菌、酵母细胞、霉菌、植物材料。
8 化学渗透法，原理：某些有机溶剂、表面活性剂、抗生素等化学药品都可以改变细胞壁或膜的通透性，使内含物有选择的渗透出来；特点：对产物释放有一定的选择性，细胞外形保持完整，浆液黏度低，但反应时间长，效率低，有毒。适用范围：取决于化学试剂的类型以及细胞壁膜的结构与组成。
9渗透压法：将细胞放在高渗透压的介质中（如一定浓度的甘油或蔗糖溶液），达平衡后，转入到渗透压低的缓冲液或纯水中，由于渗透压的突然变化，水迅速进入细胞内，引起细胞溶胀，甚至破裂。适用范围：仅适用于细胞壁较脆弱的细
胞或细胞壁预先用酶处理或在培养过程中加入某些抑制剂（如抗生素等），使细胞壁有缺陷，强度减弱。如：动物细胞和格兰仕阴性菌。
10 反复冻结-融法，原理：将材料深冷（-15℃～-20℃），形成水晶，破坏胞膜疏水键，增加亲水性，反复可破细胞；适用：动物材料、大肠杆菌和细胞壁较薄的细胞。
11 干燥法，原理：细胞壁膜的结合水丧失，改变细胞渗透性。又分为热空气干燥（适用酵母）、真空干燥（适用细菌）、冷冻干燥（制备不稳定的酶）。
12 急热骤冷法，原理：将材料投入沸水，维持85～90℃数分钟，冰浴中急速冷却，使胞壁结构破坏；适用范围：细菌及病毒等中对热不太敏感的物质提取。
3.DNA和蛋白质检测的方法分别是核酸电泳和蛋白质电泳，请问上述两种电泳技术的原理及优缺点。
核酸电泳：一般使用的是琼脂糖凝胶电泳。利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
蛋白质电泳：一般使用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）。根据需要被分离的蛋白质相对分子质量的大小，利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，来进行分离。
优点：灵敏度高，特异性好；可以同时走多张胶，且可以是较厚的凝胶，有利于提高上样量，电泳后可有足够的蛋白量进行进一步分析；PAGE 胶可直接拍照，也可干胶保存；
缺点: ①操作比较繁琐，包括制胶、点样、电泳、染色和扫描等步骤; ②电极缓冲液需经常更换，多次使用会影响电泳结果和电泳速度，且需要大量的缓冲液；③电泳时间长④凝胶聚合易受各种因素影响，如温度和p H 等，且单体聚丙烯酰胺及双丙烯酰胺对神经系统和皮肤有毒性作用，必需试剂 TEMED( N，N，N'，N'-tetramethylethylenediamine) 对粘膜、上呼吸道组织及皮肤有一定的破坏作用;⑤由于电压和人工操作的不稳定性，聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果经常会出现边缘效应或者条带扩散和拖尾现象，不仅影响了图片的美观，而且对目的条带大小的指示会出现偏差，影响研究结果。⑥不少学者称 PAGE 在电泳中存在“漂移”现象，即相邻条带的片段可能会互相影响，原因在于 PAGE 的高敏感性，对漂移过来的少许核酸都可以显影，从而可能致使基因型误判。⑦PAGE 胶容易破裂，虽然不影响读取结果，但照像的美观性较差; ⑧PAGE 胶可直接拍照，但容易有水印; 也可干胶保存，但易影响清晰度⑨需要特殊的上样枪头，所需成本较大。
4.测序技术的发展经历了一代、二代、三代测序，请简要说明它们的测序原理及优缺点。
（一）第一代测序：1977年Sanger等发明的双脱氧核苷酸末端终止法。
其基本原理是，由于ddNTP的2′和3′都不含羟基，在DNA合成反应中不能形成磷酸二酯键，因此可以被用来中断DNA合成反应。在4个DNA合成反应体系中分别加入一定比例的带有放射性同位素标记的某种ddNTP，通过凝胶电泳和放射自显影后，可以根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列。
优点：
缺点：
（二）第二代测序技术-主要包含三种
①美国Roche Applied Science公司的454基因组测序技术：利用了焦磷酸测序原理，主要包含待测DNA文库的构建、Emulsion PCR、焦磷酸测序几个步骤。将基因组ＤＮＡ打碎成３００～８００个碱基的片段后，在两端加上锚定接头，进行乳液ＰＣＲ扩增。将磁珠转移到ＰＴＰ板上，每个ＰＴＰ板上的小孔只能容下１个磁珠。分别装有Ｔ、Ａ、Ｃ、Ｇ４种碱基的试剂瓶，依次进入ＰＴＰ板，每次只进１个碱基，如果发生配对，就会释放１个焦磷酸，释放出的荧光信号会被ＣＣＤ捕获到。每个碱基反应都会捕获到１个荧光信号，由此一一对应，模板的碱基序列由此获得。
优点：由于PTP板上每个小孔之间相互独立，因而大大降低了反应的干扰和误差，准确率在99%以上；读长超长，测序通量提升；应用广泛。
缺点：受同聚物限制，也就是如AAA或GGG相同碱基的连续掺入，会出现核苷酸插入或缺失的错误。
②Solexa测序技术由英国Solexa technology公司发明，2007年被Illumina 公司收购。基本原理是边合成边测序。在Sanger等测序方法的基础上，通过技术创新，用不同颜色的荧光标记四种不同的dNTP，当DNA聚合酶合成互补链时，每添加一种dNTP就会释放出不同的荧光，根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理，从而获得待测DNA的序列信息。
优点：目前性价比最高、应用最广泛的测序技术；解决了同聚物长度的准确测量问题，错误率仅在1-1.5％；耗时较454技术短。
缺点：相比454技术，其后续的序列拼接工作的计算量和难度均大大增加；存在核苷酸替换带来的错误。
③美国Applied Biosystems（ABI）公司的SOLiD技术基于连接酶测序法，取代传统的聚合酶连接反应。将3’端修饰的磁珠沉积于上样玻片（slide），进行连接酶测序。连接反应的底物是有3’-XXnnnzzz-5’结构的八聚核苷酸荧光探针混合物。连接反应中，这些探针按照碱基互补规则与单链 DNA 模板链配对。这样经过 5 轮测序反应后便可以得到所有的碱基序列。
优点：拥有第二代测序反应中最高的通量；每个循环耗时约为6-7天，较Solexa测序技术耗时短；准确率能达到99.94 %以上
缺点：同Solexa测序技术一样，其后续的序列拼接工作的计算量和难度均大大增加。
总的来说，第二代技术优点如下：
与第一代技术相比，第二代测序技术不仅保持了高准确度，而且极大地提高了测序速度；DNA测序费用大大降低；二代DNA测序技术有助于人们以更低廉的价格，更全面、更深入地分析基因组、转录组及蛋白质之间交互作用组的各项数据
缺点在于：由于第二代测序技术产生的测序结果长度较短，因此比较适合于对已知序列的基因组进行重新测序，而在对全新的基因组进行测序时还需要结合第一代测序技术。
（三）第三代测序技术-高通量、单分子测序
第三代测序技术指的是：近期出现的Helicos公司的Heliscope单分子测序仪、PacificBiosciences公司的SMRT技术和Oxford Nanopore Technologies公司正在研究的纳米孔单分子技术。
①HelicoBioScience 单分子测序技术。该测序是基于边合成边测序的思想，将待测序列随机打断成小分子片段并用末端转移酶在 3' 末端加上 poly(A),以及在poly(A)的末端进行荧光标记和阻断，把这些小片段与带有poly(T)的平板杂交成像来获得已经杂交模板所处的位置，建立边合成边测序的位点加入聚合酶和被Cy3荧光标记脱氧核苷酸进行DNA 合成，每次只加入一种脱氧核苷酸，然后将未参与合成的dNTP和DNA聚合酶洗脱，直接对Cy3成像，观测模板位点上是否有荧光信号，然后化学裂解核苷酸上的燃料并释放加入下一种脱氧核苷酸和聚合酶的混合物，进行下一轮反应。
优点：样本通量非常高，2 个流动槽可同时运行，每个流动槽有 25 个独立通道，每个通道又可以运行最多 96 个标记分子条形码的样本，这样每次运行的样本数可高达 4 800 个;
缺点：测序的平均读长相对较短，只有30- 35 bp，准确率较低，约为≤97%，其主要错误来源为碱基缺失；受同聚物影响，需进行二次测序来实现最低错误率。
②Pacific BioscienceSMRTT的SMRT技术技术。该测序也是基于边合成边测序的原理，这项技于使用了Zero-ModeWaveguide(ZMW)(零级波导)。测序的过程：被荧光标记磷酸集团的核苷酸在聚合酶活性位点上与模板链结合（每种脱氧核苷酸被不用颜色的染料标记），被激发出荧光，在荧光脉冲结束后，被标记的磷酸集团被切割并释放，聚合酶转移到下一个位置，下一个脱氧核苷酸连接到位点上开始释放荧光脉冲，进行下一个循环。
优点：SMRT技术的测序速度很快，利用这种技术测序速度可以达到每秒10个dNTP；对于聚合酶的聚合速度和持续合成能力达到一个较好的平衡，所以读长较长，这一点在很大程度上优于二代测序，在序列拼接、定位以及需要跨越重复区域的应用中有着极大优势；
缺点：会出现插入和缺失错误。缺失错误源于有时候碱基掺入速度过快，超过了相机的拍摄帧数; 插入错误源于有时候酶随机的选择一些碱基，但并未真的将这些碱基掺入合成链中。但这些错误是随机的，并不会随着读长的增加而提高，随着测序覆盖深度的增加会逐渐被消除。
③Oxford Nanopore Technologies 的纳米孔单分子测序技术。大多数纳米孔测序技术的基本原理是当DNA分子或者它的组成碱基从一个孔洞经过时而检测到被影响的电流或光信号。纳米孔单分子技术是以α- 溶血素来构建生物纳米孔，核酸外切酶依附在孔一侧的外表面，一种合成的环糊精做为传感器共价结合到纳米孔的内表面。这个系统被镶嵌在一个脂双分子层内，为了提供既符合碱基区分检测又满足外切酶活性的物理条件，脂双分子层两侧为不同的盐浓度在适合的电压下，核酸外切酶消化单链 DNA，单个碱基落入孔中，并与孔内的环糊精短暂的相互作用，影响了流过纳米孔原本的电流，腺嘌呤与胸腺嘧啶的电信号大小很相近，但胸腺嘧啶在环糊精停留是时间是其他核苷酸的2-3倍，所以每个碱基都因其产生电流干扰振幅是特有的而被区分开来。
优点：准确率能达到99.8%；对于在基因组水平研究表观遗传相关现象提供了巨大的帮助；可以很容易地解决同聚物长度的测量问题；而且一旦发现替换错误也能较容易地更改；仪器构造简单使用成本低廉；能直接对 RNA 分子进行测序
缺点：该技术尚处于研发阶段，目前面临着寻找合适的外切酶载体以及承载纳米孔平台材料的问题；采用的是水解测序法，不能进行重复测序；切断的核苷酸可能被读错方向；难于生产出带多重平行孔的装置。
四、论述题：大型生物分析仪器在生命科学研究中的应用及重要性
目前，大型生物分析仪器的应用越来越广泛，并在其中发挥了特殊作用，在生命科学研究中的应用按照以下四个层次分类有：
细胞水平研究：扫描电子显微镜、透射电子显微镜、激光扫描共聚焦显微镜和流式细胞分选仪
核酸水平研究：扫描隧道显微镜、全自动DNA测序仪、基因芯片系统、实时定量PCR 仪、基因枪、电击转化仪、
蛋白质水平研究：双向电泳系统、生物质谱仪、氨基酸测序仪、圆二色谱仪、核磁共振仪、多晶X射线衍射仪、正电子发射断层扫描仪、紫外/可见分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪、激光光散射仪
分子、原子及微观研究：液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收光谱仪、等离子体发射光谱仪、元素分析仪、高温热重－差热同步分析仪、比表面积和孔径测定仪
除上述仪器外,另外一些大型仪器对生物科学的研究也必不可少,如超速离心机、超速冷冻离心机、发酵罐等
以上大型分析仪器在生命科学领域的主要应用简介如下：
1.扫描电子显微镜：可对生物样品的形态进行分析，判定组织或细胞的来源。
2.透射电子显微镜：可观察组织细胞、生物大分子、病毒、细菌等结构，能够
观察到各类病的病理结构也可以鉴别一些肿瘤疾病。
3.激光扫描共聚焦显微镜：是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。不仅
可观察固定的细胞、组织切片，还可对活细胞的结构、分子、离子进行实时动态地观察和检测。目前，已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化
过程等研究，并提供定量荧光测定、定量图像分析等实用研究手段，结合其
他相关生物技术，在形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领
域得到广泛应用。
4.流式细胞分选仪：不仅可以对细胞、微生物等进行检测分析，而且还可以根据颗粒特性
进行分选，被广泛应用于免疫学、细胞生物学、肿瘤学、血液学、药物开发、食品卫生防疫等生命科学研究。
5.扫描隧道显微镜：提供了在大气下和水溶液中直接观察DNA结构及其电化学
行为的实验技术，对吸附在定向裂解石墨表面的氨基酸进行结构分析，对胶
原蛋白、细胞骨架蛋白等进行结构分析，对蛋白酶进行功能分析，揭示生物
膜等生命微观结构及其变化。
6.全自动DNA测序仪：可进行dna测序、杂合子分析、单链构象多态性分析(sscp)、
微卫星序列分析、长片段pcr、rt-pcr(定量pcr)等分析，临床上可除进行常规
dna测序外，还可进行单核苷酸多态性(snp)分析、基因突变检测、hla配型、法医学上的亲子和个体鉴定、微生物与病毒的分型与鉴定等。
7.基因芯片系统：精确检测病毒细菌、真菌等病原体，有效的干扰病毒的基因
表达过程，激发人体免疫细胞活性能力，修复受损细胞。
8.实时定量PCR仪：对待测样品中的特定DNA序列进行定量分析。应用于临床疾病诊断、
动物疾病检测、生物相关分子生物学定量等。
9.基因枪：将基因转殖于目标细胞，组织，器官或活体，在遗传、癌症、DNA疫苗、基
因工程、基因治疗等方面中有应用。
10.电击转化仪：可将质粒DNA导入到受体细胞。
11.双向电泳系统：首先基于蛋白质固有电荷，通过等电聚焦进行第一向蛋白质分离，然后
根据蛋白质质量，在第二向中通过SDS-PAGE电泳进行蛋白分离。已在神经系统、细胞、细菌、癌组织、海藻、附睾液等的蛋白质组学分析中应用。
12.生物质谱仪：可以和液相色谱、气相色谱、毛细管电泳等现代化的分离手段联用，主要
可用于生物体内的组分序列分析、结构分析、分子量测定和各组分含量测定。目前我校有气相-质谱联用仪器。
13.氨基酸测序仪：用于确定蛋白质的氨基酸序列。
14.圆二色谱仪：用于研究生物大分子的结构，研究生物大分子之间的相互作用以及大分子
与小分子的相互作用,测定分子相互作用后引起的生物大分子结构的变化，进而进行以生物大分子为靶点活性化合物的筛选或研究药物(大分子药物及小分子药物)的作用机制。
15.核磁共振仪：在生物学中，可确定目标蛋白的动态过程，研究蛋白-配体间的相互作用，
研究二级结构的拓扑学转换及应用于膜结构和膜动力学研究；在药学中，可对天然药物和体内药物分析，可以用来进行结构导向的药物设计；在临床诊断中：可用于肿瘤、关节损伤、情感障碍的诊断和评估。目前，我校已有超导核磁共振波谱仪。16.多晶X射线衍射仪：用于蛋白质结构测定，药物、人造晶体、生物分子、高分
子材料的结构分析。
17.正电子发射断层扫描仪：主要应用于蛋白质功能分子显像和基因表达分子显像基因表达
18.紫外/可见分光光度计在酶学中，可进行酶分析。在农产品和食品分析中可用于
检测的组分或成分有蛋白质、赖氨酸、葡萄糖、维生素C、硝酸盐、亚硝酸盐、砷、汞等;
在植物生化分析中可用于检测叶绿素、全氮和酶的活力等。
19.傅立叶变换红外光谱仪：应用于蛋白质、核酸等生物大分子的结构研究,近年来
也用于研究细胞和组织等更加复杂的体系,特别是肿瘤细胞或组织的分析
20.激光光散射仪：静态光散射方法，测定纯蛋白的均一性，分子大小和热稳定性，
也可用于血细胞计数、蛋白质分子的缔合和聚集等研究中。目前我校已有的激光散射粒度分布分析仪主要用于固体颗粒和乳液的颗粒粒度测量分析。
21.液相色谱仪：能够分离复杂相体中的微量成分，被广泛应用到生物化学、食品分析、医
药研究、环境分析、无机分析等各种领域。
22.气相色谱仪主要用于对容易转化为气态而不分解的液态有机化合物以及气态样品
的分离和定量分析。应用在微生物饮料微量组分和瓜果蔬菜的有机磷农药残留分析中，在临床中也用于测定血气和肺功能等。
23.原子吸收光谱仪：可以对固体、粉末、液体样品进行定量分析，其氢化物发生器
可对8种挥发性元素汞、砷、铅、硒、锡、碲、锑、锗等进行微痕量测定。此外，我校
还有稳态瞬态荧光光谱、激光拉曼光谱仪、扫描型X射线荧光光谱仪。
24.等离子体发射光谱仪广泛应用于化工、冶金、地质行业中各种材料的金属元素
和部分非金属元素的定性及定量分析，也用于环境、动植物、医药制品、食品等所含微量元素的测定。
25.元素分析仪化学和药物学产品；土壤、岩石、矿物和海洋河流沉积物；农业产品
等的元素定量分析。
26.高温热重－差热同步分析仪适用于生化样品、高分子材料、含能材料、药物、
食品等各种固体、液体或粉末状样品。可用于测量材料的熔点，玻璃化温度，结晶度，固化度，纯度，比热，反应动力学，热稳定性，相转变温度等参数。
27.比表面积和孔径测定仪：可用于生物炭、食品材料的吸附/脱附等温线测定；用
于生物材料的比表面积测定等。
大型生物分析仪器在生命科学研究中的重要性
1.各类大型生物分析仪器的开发应用，是本世纪生命科学快速发展的重要因素。
2.大型生物分析仪器提供了质谱分析、光谱分析、色谱分析、核磁共振、基因
芯片技术等核心技术分析，促进了分子生物学、基因组学、蛋白质组学和天然产物化学等领域的发展。
3.为研究生物大分子的结构和功能提供了定位、定性、定量，甚至实时的数据
和图片，前所未有地诠释着生命现象复杂的内容和本质。通过大型仪器采集的数据和图片几乎出现在每一篇重要的生命科学论文之中，为生物科学的重大发现提供着强有力的实验证据，决定性地引导着相关研究领域的发展方向。
4.生物分析仪器是科学仪器的重要组成部分,它所测量或所获取的主要是物质
的质和量的信息。以一切可能的方法和技术,利用一切可以利用的物质属性,对一切需要加以表征、鉴别或测定的物质组分及其形态、状态(以及能态)、结构、分布等进行表征、鉴别和测定,以求对生命样品所代表的问题有一个基本的了解。
5.可以说,生物科学大型精密仪器的快速发展奠定了生物科学在21世纪成为带
头科学的地位,使生物科学在自然科学体系中的位置发生了革命性的变化
原子吸收光谱仪：检测过程中，基态原子吸收特征辐射，通过测定基态原子对特征辐射的吸收程度，从而测量待测元素含量。可以对固体、粉末、液体样品进行定量分析，涉及材料、生物、医药、卫生、食品、环境等领域。原子吸收光谱仪可测定多种元素，火焰原子吸收光谱法可测到10-9g/mL数量级，石墨炉原子吸收法可测到10-13g/mL数量级。其氢化物发生器可对8种挥发性元素汞、砷、铅、硒、锡、碲、锑、锗等进行微痕量测定。
紫外/可见分光光度计该仪器主要用于无机和有机化合物的定性和定量分析。可进行分光、微分光谱测定。也可进行酶分析、表面分析和有机紫外光谱和近红外光谱的测定。具有定时测定功能，以获取动力学数据。
在农产品和食品分析中可用于检测的组分或成分有蛋白质、赖氨酸、葡萄糖、维生素C、硝酸盐、亚硝酸盐、砷、汞等;
在植物生化分析中可用于检测叶绿素、全氮和酶的活力等;
高温热重－差热同步分析仪高温热重－差热同步分析仪可以用于科学研究、产品开发、质量控制等多个领域。适用于生化样品、高分子材料、无机材料、矿物、含能材料、药物、食品等各种固体、液体或粉末状样品。可用于测量材料的熔点，玻璃化温度，结晶度，固化度，纯度，比热，反应动力学，热稳定性，相转变温度等参数。
多晶X射线衍射仪广泛应用于化学、物理学、药物学、冶金学、高分子材料、生命科学及材料科学。可以分析黏土矿物、合金、陶瓷、食品、药物、生物材料、建筑材料、半导体材料、超导材料、纳米材料、超晶格材料和磁性材料的物相鉴定。
傅立叶变换红外光谱仪Nicolet该仪器主要用于有机化合物, 广泛用于有机合成鉴定、高聚物（塑料、橡胶、合成纤微）、纺织、农药、医药、环境检测、矿物、精细化工等各领域。用于样品微区红外分析的红外显微技术用于表面分析、超薄膜及其单分子层结构研究、横断切片的分层结构分析、污染和疏松材料分析、生物单细胞和生物聚合物等材料。特别是对样品的无损且微量、微区分析鉴定在公安法院物证鉴定、环境检测、商检等领域有重大作用
超导核磁共振波谱仪化学、生物、高分子、医药、石油化工等领域的分子结构分析和鉴定，样品组份含量的测定及化学反应机理的研究等。
比表面积和孔径测定仪
1.吸附/脱附等温线测定
2.BET或Langmuir法测定比表面积
3.t-plot，MP或αS法测定微孔体积或中孔直径
4.DH，CI或BJH法测定中孔分布
等离子体发射光谱仪广泛应用于化工、冶金、地质行业中各种材料的金属元素和部
分非金属元素的定性及定量分析，也用于环境、动植物、医药制品、食品等所含微量元素的测定。扫描型X射线荧光光谱仪射线荧光光谱仪是一种用来对样品中无机元素进行定性及定量分析的常规仪器。它与原子吸收、ICP等分析方法相比，最大的不同是它能对样品中含量大于5%的主含量进行比较准确的定量分析。同时它制样简单，可对固体、粉末和液体样品进行非破坏性的直接测试。目前该仪器已广泛应用于科研、冶金、地质、石油化工、环保、生物、考古和司法鉴定等诸多领域。
傅立叶变换红外光谱仪主要用于鉴定化合物结构和进行定量分析，对有机化学、高分子化学、金属有机化合物、络合物、生物化学、石油、食品、药物、半导体材料及其他无机材料都可进行测定，还可做表面分析和化学动力学方面的研究。
元素分析仪化学和药物学产品；橡胶、塑料、高分子材料及添加剂等各类材料；土壤、岩石、矿物和海洋河流沉积物；纺织及造纸工业；煤、油及相关产品；农业产品等
扫描电子显微镜对样品进行纳米尺度的微分析，观察样品表面的超微立体形貌。广泛应用于生物医学、电子通讯、化工、新材料、机械冶金等多个领域。
激光散射粒度分布分析仪固体颗粒和乳液的颗粒粒度测量分析。应用领域为纳米材料、陶瓷、颜料、电池材料、化工、石化、药品、化妆品、食品加工等生产科研以及按照GLP/GMP 进行质量管理的需要。
气相色谱仪主要用于对容易转化为气态而不分解的液态有机化合物以及气态样品的分离和定量分析。
气相-质谱联用适用于有机物（特别是复杂混合有机物）的定性分析，与气象色谱法结
合可比较方便的完成有机混合物的全分析。备有多种进口弹性石英毛细管柱，可承担油品评价，农药极其残留分析，水质分析，各种植物提取物如挥发油生物碱松节油等，有机工业原料剖析，以及食品医药卫生等方面的有机物分析和催化反应尾气的定性分析
激光拉曼光谱仪拉曼光谱是一种用来研究物质分子结构和晶格振动的方法。应用于物理、化学、材料、生物、药品、生化、医学、地质以及环境科学等领域。进行无机、有机、高分子等化合物的定性分析；生物大分子的构象变化及相互作用研究；各种材料（包括纳米材料、生物材料、金刚石），膜（包括半导体薄膜、生物膜）的拉曼分析；矿物组成分析；宝石、文物、公安样品的无损鉴定等方面。
稳态瞬态荧光光谱1. 鉴定有机化合物荧光/磷光性质；
2. 纳米材料的荧光/磷光性质；
3. 稀土化合物荧光性质；
4. 无机材料、无机－有机杂化材料荧光/磷光性质。