关于筹建一个分子生物学实验室所需的仪器
栏目:基础知识及应用 发布时间:2014-04-03
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关于筹建一个分子生物学实验室所需的仪器

一、 上游分子克隆

分子克隆技术是分子生物学的核心技术,这项技术的主要目的是获得某一基因或DNA片段的大量拷贝,从而可以深入分析基因结构与功能,并可达到人为改造细胞及物种个体的遗传性状的目的。

1. 分子克隆的基本技术路线:

1) 分离制备目的基因或DNA片段;

2) 目的DNA与载体在体外进行连接;

3) 重组DNA分子转入宿主细胞;

4) 筛选及鉴定阳性重组体;

5) 重组体的扩增。

2. 分子克隆常用仪器:

仪器名称

功能

气浴或水浴恒温摇床

细菌或酵母等细胞的大量培养

离心机

少量细胞的收集

制冰机

制备冰块

紫外分光光度计

核酸,蛋白浓度及细胞密度的测定

水浴箱

对样品的衡温处理

恒温振荡器

对样品的衡温及振荡处理

电泳仪

目的基因的分离及检测

PCR扩增仪

目的基因的扩增

凝胶成像分析系统

DNA片段的观察及影像

长波紫外透射仪

从凝胶中切割目的基因

-80°C超冰箱

样品的长期保存

低速离心机

大量细胞的收集

纯水器及超纯水系统

去离子水及超纯水的制备

电穿孔仪

大肠杆菌及哺乳动物细胞的转化或转染

数字酸度计

样品pH的测量

二、 核酸分子杂交

核酸分子杂交技术是分子生物学领域中最常用的技术之一。其基本原理是具有一定同源性的两条核酸单链在一定的条件下可按碱基互补原则形成双链。由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的高度灵敏性,使其在分子生物学领域中被广泛应用于分子克隆的筛选,基因组中特定基因序列的定量定性检测,基因表达和基因突变分析及疾病的基因诊断等。根据核酸种类分为Southern印迹法和Northern印迹法。核酸分子杂交中常用的仪器:

仪器名称

功能

分子杂交箱

核酸等样品的杂交

干胶仪

将凝胶干燥处理便于长期保存

短波紫外交联仪

核酸固定

电转膜仪

将核酸转移至膜上

真空转膜仪

将核酸转移至膜上

DNA测序仪

DNA测序

DNA合成仪

引物的合成

反向高压液相色谱

合成引物的纯化

离心真空干燥机

DNARNA样品的浓缩干燥

三、 下游蛋白的表达及分离纯化

目的基因能否发挥其效应,只能通过其表达有功能的蛋白质来实现,因此蛋白质的表达及分析方法成为分子生物学中必不可少的组成部分。

1. 蛋白的表达

大肠杆菌是自然界中最为人知的生物体之一。由于其具有操作简易,产量高和成本低廉等优点,使其成为蛋白质表达的首选宿主。缺点是:表达缺乏翻译后加工,得到的蛋白可能缺乏某些天然蛋白所具有的活性。酵母作为单细胞低等真核生物,具有易培养,繁殖快,便于基因操作等优点,渐渐被开发作为目的基因的表达系统。其中甲基酵母作为外源基因的表达系统,可以真实地表达目的基因且能分泌产物到培养液中,有利于纯化等特点被广泛的应用。动物细胞表达系统的优点是:表达产物经过正确修饰,一般具有天然活性,但操作复杂,表达量较低,成本较高。所有的表达系统均各有利弊,需根据实验或生产需要加以选择。

2. 蛋白质表达所需仪器

 

仪器名称

功能

发酵罐

宿主细胞的高密度培养

超声波破碎仪

宿主细胞破壁

Western印迹系统

目的蛋白的检测

液闪计数仪

样品放射性的检测

3. 目的蛋白的分离与纯化所需仪器

蛋白质的分离纯化是研究蛋白质化学组成,结构及生物学功能等的基础。遗传工程中,下游的处理和分析鉴定,基因工程产品的制备都需要纯度较高的蛋白质。

仪器名称

功能

蛋白质测序仪

蛋白质测序

质谱测序仪

蛋白质测序

核磁共振仪

蛋白质三级结构的测定

高效液相色谱仪

蛋白质的分离纯化

离子交换色谱仪

蛋白质的分离纯化

凝胶过滤层析柱

蛋白质的分离纯化

亲和色谱仪

蛋白质的分离纯化

超速离心机

蛋白质的分离及分子量的测