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第一章电泳法及其发展1

第一节 电泳法发展简史1

目录1

第二节 电泳的基本原理和主要影响因素3

一、电泳迁移率3

二、电渗4

三、离子强度μ4

四、产热和散热4

第三节电泳方法的发展5

一、分辨率的提高5

三、自动化程度的提高15

二、分离量的增多15

四、电泳与其它方法联用16

五、介电电泳与应用18

第四节 核酸电泳与大规模基因测序19

第五节双向电泳与蛋白质组研究22

一、等电聚焦电泳23

二、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳25

三、蛋白检测28

四、图像分析与数据库构建29

结语31

五、存在问题31

参考文献32

第二章高效液相色谱法33

第一节发展概况33

第二节基本概念34

第三节液相色谱仪的主要系统36

第四节液相色谱的主要分离模式38

第五节 高效液相色谱在生物医学研究中的应用41

一、正确选择分离方法41

三、选择适当的分析方法42

二、样品性质考察42

四、生物样品研究应用44

（一）氨基酸分析44

（二）蛋白质序列分析49

（三）蛋白质纯度分析和肽指纹图谱分析49

（四）核苷和核苷酸53

（五）手性药物的分离54

（六）中药指纹图谱的研究56

参考文献59

一、色谱法的由来及原理61

二、色谱的分类61

第三章气相色谱及其联用技术61

第一节概述61

三、色谱的特点63

第二节基本概念63

一、原理63

二、气相色谱的发展概述64

三、气相色谱仪的组成及功能65

（一）气源系统65

（二）进样系统66

（三）分离系统67

（四）检测系统70

四、现代气相色谱仪的特点75

（五）数据采集与处理系统75

五、扩展气相色谱分析范围的常用方法76

1．裂解法76

2．衍生化法76

第三节气相色谱联用技术77

一、气相色谱－质谱联用（GC-MS）77

（一）质谱法原理77

（二）质谱仪组成78

（三）气－质联用仪的特点79

（一）原子（等离子体）发射光谱法原理80

三、气相色谱－原子（等离子体）发射光谱联用（GC-AES）80

（一）红外光谱原理80

二、气相色谱－红外光谱联用80

（二）气－红联用仪特点80

（二）原子（等离子体）发射光谱法的特点81

（三）气相色谱－原子发射光谱联用的特点81

第四节气相色谱及其联用的定性、定量方法82

一、定性方法82

二、定景方法83

第五节气相色谱样品预处理方法83

第六节 气相色谱在生物医学中的应用85

一、在新药研究中的应用85

四、毒品或违禁药物检测86

五、气相色谱及其联用在生物医学中的应用实例86

二、毒物检测86

三、临床分析86

参考文献90

第四章高效薄层色谱法91

第一节 概述91

第二节薄层板的选择94

一、薄层板的组成94

二、薄层板的种类96

三、薄层板的活化97

一、点样一般要求98

第三节点样98

二、点样装置99

第四节展开方式和技术99

一、展开形式99

二、展开方式101

三、几种特殊展开技术101

四、展开装置104

第五节展开剂的选择105

一、对展开剂的基本要求105

二、展开剂选择的一般方法106

三、不同类型薄层色谱常用的展开剂108

第六节斑点定位法111

一、物理检出法112

二、化学显色检出法112

三、其它检出法114

第七节定性定量分析115

一、定性分析115

二、定量分析119

第八节高效薄层色谱法在生物医学中的应用123

一、在药物、生药分析中的应用123

三、在食品、卫生分析中的应用129

二、在临床、生化分析中的应用129

四、在其它领域分析中的应用133

参考文献133

第五章红外和拉曼光谱技术134

第一节概述134

一、红外光谱134

二、拉曼光谱135

三、红外光谱、拉曼光谱技术的主要应用范围135

第二节傅里叶变换红外光谱仪的基本原理及结构136

一、迈克尔逊干涉仪136

二、干涉图的产生137

三、干涉图的傅里叶变换138

四、光谱的获得139

五、傅里叶变换红外光谱仪中的光源、检测器、分束器142

第三节傅里叶变换红外光谱的样品制备与数据处理142

一、红外光谱样品制备技术142

二、红外光谱数据处理技术144

第四节傅里叶变换红外光谱的基本技术146

一、远红外光谱技术146

二、近红外光谱（NIR）技术147

三、衰减全反射光谱技术147

四、红外光谱联用技术147

第五节傅里叶变换红外光谱在生物医学中的应用148

五、傅里叶变换红外光谱的其它技术148

一、蛋白质的二级结构研究149

二、核酸的红外光谱155

三、碳水化合物的红外光谱155

四、细菌、细胞及肌体组织的傅里叶变换红外光谱研究155

第六节 红外显微镜技术的应用157

一、红外显微镜的结构及性能特点157

二、红外显微镜在聚合物研究中的应用158

三、红外显微镜在肿瘤诊断上的应用158

一、定性分析160

第七节红外光谱和拉曼光谱在有机小分子药物中的应用160

二、红外光谱解析161

三、定量分析161

四、应用实例162

（一）王浆酸的红外光谱定性定量分析162

（二）烷氧基奎宁环烷盐酸盐的两个外消旋体红外光谱分析162

（三）应用红外光谱、拉曼光谱等光谱分析技术研究碘与β－环糊精结合物的结构特征163

第八节红外光谱和拉曼光谱在中草药研究中的应用166

参考文献168

第六章紫外和可见吸收光谱法与荧光光谱法169

第一节紫外、可见吸收光谱法169

一、分子对辐射的吸收——电子光谱169

二、化合物电子光谱的产生172

（一）跃迁类型173

（二）常用术语173

（三）有机化合物的紫外、可见光谱174

（四）溶剂效应和空间效应177

三、朗伯－比尔定律178

四、紫外和可见分光光度法的应用180

（一）化学计量比的确定180

（二）酸碱平衡的测定182

（三）反应速率的测定183

（四）精制和痕量分析183

（一）主要组成部件184

五、紫外及可见分光光度计184

（二）分光光度计的类型185

第二节 荧光光谱及其在生物医学中的应用185

一、原理185

（一）荧光和磷光的产生186

（二）荧光和分子结构的关系189

（三）荧光分析的特点及常用的方法191

（四）荧光的影响因素193

二、荧光参数195

（一）激发光谱195

（二）发射光谱195

（三）斯托克斯位移195

（四）荧光强度196

（六）量子产率197

（五）峰位和谱带宽度197

（七）荧光偏振与去偏振198

（八）荧光寿命199

三、荧光分析仪器200

四、荧光分析法在生物医学中的应用202

（一）荧光分析法测定细胞内钙离子浓度202

（二）荧光偏振在生化方面的应用202

（四）利用荧光探针研究细胞色素P450结构特征及其抑制剂204

的筛选204

（三）利用荧光探针研究酶的变构效应204

（五）分子信标技术在基因诊断方面的应用206

（六）Fǒrster能量转移及其在蛋白质动力学上的应用206

参考文献208

第七章现代有机质谱209

第一节概述209

第二节有机质谱仪210

一、离子源210

（一）气相离子源211

（二）解吸附离子源213

二、质量分析器217

三、有机质谱仪的主要技术指标221

第三节有机质谱联用技术222

一、气相色谱－质谱联用222

二、液相色谱－质谱联用223

三、毛细管电泳－质谱联用224

四、串联质谱225

第四节有机质谱的主要应用226

参考文献228

第八章生物质谱及其应用229

第一节生物质谱技术简介229

一、电喷雾电离质谱229

二、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱232

三、串联质谱233

第二节生物质谱技术的应用236

一、在蛋白质鉴定中的应用236

（一）肽质量指纹谱鉴定技术236

（二）肽阶梯测序法鉴定技术239

（三）肽序列标签鉴定技术240

（四）从头测序242

二、蛋白质翻译后修饰的鉴定243

（一）质谱在蛋白质翻译后修饰鉴定中的应用244

（二）磷酸化蛋白质的鉴定246

（三）糖基化蛋白质的鉴定247

三、生物大分子非共价相互作用的分析248

（一）蛋白质与小分子配体相互作用248

（二）蛋白质与蛋白质相互作用249

（三）蛋白质与核酸相互作用249

四、在核酸研究中的应用250

（一）单核苷酸多态性研究250

（二）反义核酸药物分析251

五、在微生物分析中的应用252

参考文献252

第一节 等离子体与高频等离子体发生器253

第九章电感耦合等离子体质谱253

第二节样品导入与雾化器255

第三节ICP-MS仪器258

第四节 ICP-MS的应用260

一、人发中微量元素和超痕量稀土元素分析260

二、硒营养物中硒的化学形式调查264

三、环境铅接触情况下的孕妇元素谱与其所生1岁小孩元素谱关系的研究267

四、DNA加成物的定量分析270

五、HPLC-ICP-MS研究药物代谢产物272

六、ICP-MS 临床应用研究274

七、砷形态分析276

参考文献277

第十章现代核磁共振及其在生物医学中的应用279

第一节超导核磁共振谱仪280

一、核磁共振中常用的几个参数280

二、超导核磁共振仪简介282

第二节一维核磁共振实验284

第三节二维核磁共振波谱286

一、同核二维实验287

二、异核二维实验289

第四节NMR法测定蛋白质和核酸等的三维结构291

一、测定蛋白质溶液结构的核磁共振方法292

二、NMR法测定蛋白质结构的实例296

三、NMR法测定核酸的溶液结构299

四、NMR测定的结构质量评判和影响因素299

五、结构基因组规划299

第五节NMR在细胞生物学中的应用301

一、在细胞膜研究中的应用301

二、核磁共振法测定细胞内pH值302

（一）31 P NMR法测定细胞内pH值302

（二）19 FNMR测定细胞内pH值的方法304

（三）NMR法测定细胞内pH值的应用举例306

第六节NMR在药理学研究中的应用308

一、在肿瘤细胞研究中的应用308

二、在离体器官研究中的应用309

三、在整体动物研究中的应用311

第七节NMR在临床医学中的应用312

一、在疾病诊断中的应用312

二、核磁共振成像313

第八节现代核磁共振技术在新药研究中的应用313

一、SAR-by-NMR314

二、SHAPES方法316

三、基于小分子信号的配体混合物的筛选318

四、其它应用319

一、概述322

第九节核磁共振技术与代谢组学322

二、代谢组学在药物毒理学研究中的应用323

三、代谢组学的其它应用327

参考文献328

第十一章电分析化学在生物医学中的应用330

第一节电分析化学基本原理与技术330

一、电分析化学基本原理331

（一）伏安法331

（二）电位法335

（三）库仑法336

（一）电极技术337

二、生物物质分析中的电分析化学技术337

（二）流动检测池技术343

第二节 电分析化学在生物医学中的应用349

一、核酸的电化学性质和电化学传感分析技术349

（一）核酸的电化学活性350

（二）电化学核酸传感技术351

二、电化学免疫分析355

（一）标记物355

（二）测定方法355

三、糖类的液相色谱及毛细管电泳电化学检测技术357

（一）高效阴离子交换分离－脉冲安培检测法358

（二）毛细管电泳安培检测法359

四、活体及单细胞的电分析化学分析360

（一）微电极技术与活体测定360

（二）快速循环伏安法362

（三）超微电极与单细胞的电化学分析363

五、电化学发光分析364

（一）电化学发光分析原理364

（二）电致发光在免疫、核酸分析中的应用366

参考文献367

第十二章生物传感器技术369

第一节概述369

一、夹心法372

第二节生物活性材料的固定化372

二、吸附法373

三、共价键合法373

四、包埋法375

五、交联法375

六、分子自组装技术376

第三节电化学生物传感器378

一、电位型生物电极378

二、安培型电化学生物传感器381

第四节光生物传感器385

（一）光导纤维的结构与光传导386

一、光导纤维生物传感器386

（二）光导纤维生物传感器387

二、表面等离子体共振生物传感器388

第五节压电晶体生物传感器390

参考文献391

第十三章生物芯片技术及应用研究进展393

第一节基因芯片的制备394

第二节样品制备、杂交和检测398

第三节生物芯片的分类399

一、高密度生物芯片401

二、中低密度生物芯片402

第四节生物芯片仪器和软件403

一、基因表达检测405

第五节 生物芯片应用405

二、寻找新基因409

三、DNA测序410

四、突变体和多态性的检测411

五、其它412

第六节存在问题及发展前景412

参考文献413

第十四章现代分析技术在微生物鉴定和检测中的应用415

第一节概述415

一、脂类416

第二节仪器分析在微生物鉴定中的应用416

二、醌类418

三、脂多糖和脂寡糖419

四、分支菌酸421

五、多糖421

六、胞壁酸422

七、蛋白质423

八、核酸427

九、其它428

第三节展望430

参考文献431