第一章 研究用显微镜技术 1
1.1研究用显微镜的结构原理 1
1.2研究用显微镜的光学系统 2
1.2.1显微镜的基本光学参数 2
1.2.2光学透镜的象差 3
1.2.3显微镜的光学系统 4
1.3研究用显微镜的种类 6
1.3.1明视场显微镜 6
1.3.2暗视场显微镜 6
1.3.3相差显微镜 7
1.3.4微分干涉差显微镜 8
1.3.5偏光显微镜 10
1.3.6荧光显微镜 11
1.4实验 12
1.4.1明视场显微镜的观察方法 12
1.4.2相差显微镜的观察方法 13
1.4.3荧光显微镜的观察方法 14
1.4.4 DNA的光学显微镜结构观察 14
1.4.5淀粉粒的偏光显微镜观察 15
1.4.6显微摄影技术 16
1.4.7显微照片的半自动定量分析 17
思考题 17
参考文献 18
第二章 电子显微术 19
2.1透射电子显微镜 19
2.1.1分辨能力和放大倍数 19
2.1.2电子束及其形成 21
2.1.3磁透镜 22
2.1.4图像的反差形成原理 26
2.1.5透射电子显微镜的仪器结构 27
2.1.6透射电子显微镜的使用操作 30
2.2扫描电子显微镜 34
2.2.1电子与样品的相互作用 34
2.2.2扫描电子显微镜的成像原理 36
2.2.3扫描电子显微镜的仪器结构 37
2.2.4扫描电子显微镜的使用操作 38
2.3 X射线微区分析 39
2.3.1 X射线的产生及其特性 40
2.3.2 X射线的检测 41
2.3.3 X射线微区分析的工作方法 45
2.3.4 X射线微区分析在生物学中的应用 46
2.4扫描隧道显微镜 47
2.4.1工作原理 47
2.4.2在生命科学中的应用 47
2.5电子显微术在生命科学中的应用实例 49
2.5.1用透射电镜观察超薄切片 49
2.5.2不使用超薄切片的电镜技术 49
2.5.3扫描电镜的应用 49
思考题 50
参考文献 50
附录 50
第三章 超显微结构制样技术 52
3.1超薄切片技术 52
3.1.1取材 53
3.1.2固定 54
3.1.3漂洗与脱水 59
3.1.4渗透、包埋与聚合 60
3.1.5超薄切片 63
3.1.6超薄切片的染色 65
3.2实验 67
3.2.1 Formvar支持膜的制备 67
3.2.2动物样品包埋块的制备 68
3.2.3植物样品包埋块的制备 69
3.2.4超薄切片 71
3.2.5超薄切片的染色 73
3.2.6半薄切片的染色 75
3.3负染色技术 77
3.3.1常用的负染色液 77
3.3.2染色方法 78
3.3.3负染色应注意的问题 78
3.4分子生物学电镜制样技术 80
3.4.1核酸大分子电镜制样技术 80
3.4.2蛋白质大分子电镜制样技术 85
3.4.3多糖大分子电镜制样技术 86
3.5电子显微镜细胞化学技术 87
3.5.1基本原理 87
3.5.2三磷酸腺苷酶（ATPase） 88
3.5.3酸性磷酸酶（ACP） 89
3.5.4碱性磷酸酶（ALP） 90
3.5.5琥珀酸脱氢酶（SDH） 91
3.5.6葡萄糖-6-磷酸酶 93
3.5.7髓过氧化物酶 94
3.6电镜放射自显影技术 95
3.6.1原理 95
3.6.2材料与仪器设备 97
3.6.3实验步骤 97
3.7冷冻复型技术 101
3.7.1原理 101
3.7.2仪器设备及药品 102
3.7.3实验步骤 103
3.7.4冷冻蚀刻复型图像的辨认 106
3.8免疫电镜胶体金标记法 107
3.8.1基本原理 107
3.8.2实验程序 108
3.8.3电镜水平的免疫染色 111
3.9核酸分子杂交技术 115
3.9.1基本原理 115
3.9.2试剂和器具 116
3.9.3 rDNA探针的制备和标记 116
3.9.4原位杂交及杂交子的检测 118
3.10扫描电镜样品制备技术 119
3.10.1基本原理 119
3.10.2扫描电镜的活体样品制备 120
3.10.3孢子、花粉等少水样品的制备 121
3.10.4扫描电镜一般生物样品制备方法——ODO-导电染色法 121
思考题 123
参考文献 123
附录1仪器操作步骤 124
附录2缓冲液 125
附录3固定液 127
附录4其它 129
第四章 超离心技术 130
4.1基本原理 130
4.1.1离心力 130
4.1.2沉降系数 131
4.1.3沉降时间 133
4.1.4沉降速度 134
4.2离心机的种类和基本结构 134
4.2.1高速离心机 134
4.2.2制备性超速离心机 135
4.2.3分析性超速离心机 136
4.3超离心法 137
4.3.1差速离心法 137
4.3.2密度梯度离心法 137
4.3.3等密度梯度离心法 139
4.3.4密度梯度的制备和收集 139
4.4超速离心在生物学中的应用 142
4.4.1分子量的测定 142
4.4.2未知DNA样品密度的测定 142
4.4.3从密度推算DNA的G-C碱基含量 143
4.4.4检测生物大分子中构象的变化 143
4.5实验 144
4.5.1大鼠肝线粒体的分离 144
4.5.2大鼠肝细胞核的分离 145
4.5.3氯化钠密度梯度纯化质粒DNA 146
4.5.4氯化铯等密度梯度超离心纯化质粒DNA 147
思考题 150
参考文献 151
附录1离心机的操作规程 151
附录2 DGF-U型密度梯度形成仪操作规程 153
附录3离心机转数（rpm）与相对离心力（RCF）的换算 153
第五章 紫外-可见分光光度法 155
5.1基本知识 155
5.1.1紫外-可见光吸收光谱的本质 155
5.1.2 Lambert-Beer定律 156
5.1.3吸收定律的正确应用 157
5.2分光光度计的一般结构 160
5.3紫外-可见分光光度计的特殊装置 162
5.3.1扫描装置的设计原理 162
5.3.2斩波器 163
5.3.3双光束分光光度计的光路设计 163
5.3.4双波长分光光度计的光路设计 163
5.4分光光度法 164
5.4.1定性分析 164
5.4.2定量分析 165
5.5生物大分子的光学特性 167
5.5.1蛋白质的光学特性 167
5.5.2核酸的光学特性 168
5.6实验 168
5.6.1单色器的分光效应 168
5.6.2高锰酸钾的可见光谱 169
5.6.3蛋白质和DNA的紫外吸收光谱 170
5.6.4蛋白质的微分光谱 170
5.6.5苹果酸脱氢酶（MDH）的测定 172
5.6.6不同组织苹果酸脱氢酶km值的测定 173
5.6.7心肌、骨骼肌线粒体内膜ATPase的测定 174
5.6.8 DNA的Tm值测定 174
5.6.9 DNA中A-T碱基含量的紫外分析法 175
5.6.10烟酸的光谱测定 176
5.6.11豆类球蛋白的定量分析 178
5.6.12豆类醇溶蛋白的定量分析 179
5.6.13维生素D的测定 180
5.6.14豆类种子β-胡萝卜素的测定 182
思考题 184
参考文献 184
第六章 红外分光光度法 185
6.1基本知识 185
6.1.1分子的主要振动类型——伸展振动和弯曲振动 185
6.1.2吸收带的位置和强度 186
6.1.3吸收峰的表示方法 187
6.1.4几种常用术语 187
6.2基本结构 187
6.2.1干涉仪原理 188
6.2.2付里叶转换 189
6.3红外光谱分析的试样制备方法 190
6.4实验 191
6.4.1试样制备技术 191
6.4.2蛋白质的红外光谱分析 192
6.4.3多糖分子的红外光谱分析 193
6.4.4脂溶性维生素的红外光谱分析 194
6.4.5毛纤维的红外光谱分析 194
6.4.6红外光谱法在基因探测中的应用 195
思考题 196
参考文献 196
附录5DX付里叶转换红外分光光度计 197
第七章 荧光分光光度法 201
7.1荧光分析的基本知识 201
7.1.1荧光的产生 201
7.1.2荧光量子产率 201
7.1.3荧光强度 202
7.1.4荧光偏振 202
7.1.5相对荧光量子效率 202
7.2荧光分光光度计的基本结构 204
7.3荧光分析的影响因素及注意事项 204
7.3.1温度对荧光的影响 204
7.3.2 pH的影响 204
7.3.3溶剂的影响 204
7.3.4荧光的消退 204
7.3.5防止污染 204
7.4生物样品的荧光分析 204
7.4.1维生素B1的测定 206
7.4.2维生素B2的测定 208
7.4.3维生素C的测定 209
7.4.4维生素E的测定 211
7.4.5微量元素硒的测定 213
7.4.6蛋白质的测定 215
7.4.7肌肉中乳酸脱氢酶的测定 216
7.4.8毫微克DNA的测定 217
7.4.9单个细胞核DNA的测定 218
7.4.10线粒体质膜流动性的测定 218
思考题 219
参考文献 220
附录RF-540荧光分光光度计的性能和操作方法 220
第八章 原子吸收光谱分析技术 221
8.1基本原理 221
8.1.1原子吸收光谱的产生 221
8.1.2原子谱线的轮廓与变宽 222
8.1.3吸收定律 224
8.2仪器结构 225
8.2.1光源 226
8.2.2原子化器 226
8.2.3单色器 227
8.2.4检测器和读出系统 227
8.3分析方法 228
8.3.1原子吸收光谱分析中的干扰及其消除 228
8.3.2分析方法 230
8.3.3灵敏度和检出限 232
8.4实验 233
8.4.1苹果中钙含量的测定 233
8.4.2血清中镁含量的测定 234
8.4.3头发中铅含量的测定 235
8.4.4食用豆中微量元素铁、锰、锌含量的测定 236
8.4.5食用豆中微量元素铜、镍含量的测定 237
思考题 238
参考文献 239
附录1塞曼原子吸收法的主要吸收线和原子吸收相对灵敏度 239
附录2日立180-80型偏振塞曼原子吸收分光光度计操作规程 241
第九章 扫描显微分光光度法 246
9.1显微分光光度法测定原理 246
9.2显微光度计扫描测定的基本原理 247
9.3扫描显微分光光度计的基本结构 247
9.3.1显微镜 248
9.3.2光度计 248
9.3.3扫描系统 249
9.3.4自动控制系统 249
9.4显微光度法的应用实例 250
9.4.1细胞容积的测定 250
9.4.2剧烈运动前后细胞内酶的显微定量分析 251
9.4.3染色体的核型分析 253
9.4.4人染色体脆性位点的测定 254
9.4.5染色体带纹的定量分析 256
9.4.6核DNA的显微荧光定量分析 261
9.4.7鱼三倍体DNA孚尔根测定方法 262
9.4.8染色体DNA的显微荧光定量分析 263
9.4.9毛纤维的荧光测定 264
思考题 264
参考文献 265
附录Univar扫描显微分光光度计的性能及操作方法 265
第十章 气相色谱技术 267
10.1基本原理 267
10.1.1概述 267
10.1.2气相色谱的分析过程 268
10.2气相色谱仪的基本结构 269
10.2.1气相色谱填充柱 269
10.2.2毛细管色谱柱 271
10.2.3检测器 272
10.3气相色谱分析方法 274
10.3.1操作条件的选择 274
10.3.2定性和定量方法 275
10.4实验 277
10.4.1食用豆类脂肪酸的气相色谱分离和测定 277
10.4.2植物激素脱落酸的毛细管色谱分离和测定 279
10.4.3微生物胞外多糖的毛细管色谱分离和测定 281
10.4.4玉米螟昆虫激素的气相色谱分离和测定 282
10.4.5酒精发酵液中乙醇含量的气相色谱分析 283
10.4.6食用豆类碘的测定 284
10.4.7丁醇的气相色谱分析 286
10.4.8植物材料释放乙烯的气相色谱分离和测定 288
思考题 289
参考文献 289
附录1岛津GC-7A气相色谱仪的操作方法 289
附录2实验室常用固定液 293
附录3不同温度下水的饱和蒸气压 294
附录4不同进出口压力时的压力校正值j 294
附录5标准筛的规格 295
第十一章 高效液相色谱分离分析技术 296
11.1概述 296
11.2 HPLC的类型及其分离的基本原理 296
11.2.1液-固色谱 296
11.2.2液-液色谱和键合相色谱 297
11.2.3离子交换色谱 298
11.2.4排斥色谱（凝胶色谱） 298
11.3高效液相色谱仪的结构 299
11.3.1储液瓶 299
11.3.2高压输液泵 300
11.3.3进样系统 300
11.3.4色谱柱 301
11.3.5检测器 301
11.4实验 302
11.4.1单核苷酸的分离分析 302
11.4.2可溶性糖的定量分析 303
11.4.3氨基酸的分离分析技术 304
思考题 306
参考文献 307
附录1岛津LC-4A高效液相色谱仪的结构与操作 307
附录2氨基酸分析的预处理技术 310
第十二章 薄层色谱扫描仪 317
12.1仪器结构原理 317
12.1.1测定原理 317
12.1.2仪器结构 318
12.2扫描方法 321
12.3实验 322
12.3.1线性扫描操作技术 322
12.3.2锯齿扫描操作技术 322
12.3.3微量核酸样品的定量分析 323
12.3.4同功酶——多酚氧化酶的定量分析 323
思考题 324
参考文献 325
附录1 CS- 910双波长薄层色谱扫描仪的性能与操作 325
附录2 C-RIB的定量分析方法 327
第十三章PCR技术 329
13.1 PCR技术原理 329
13.2 PCR的引物设计和DNA聚合酶 331
13.2.1引物设计 331
13.2.2 DNA聚合酶 331
13.3 PCR扩增仪 332
13.3.1加热与冷却系统 332
13.3.2 PCR扩增仪的自动化 332
13.3.3 PCR扩增仪示例——9700型PCR扩增仪 333
13.4 PCR技术的应用及发展 337
13.4.1双链DNA模板的 PCR扩增 337
13.4.2 PCR扩增RNA 338
13.4.3不对称PCR 339
13.4.4原位聚合酶链式反应 340
13.4.5长片段DNA的PCR技术 341
13.4.6基因表达系列分析 342
13.4.7有序差异显示法 343
思考题 345
参考文献 345
第十四章 交变脉冲电场凝胶电泳 346
14.1原理 346
14.2交变脉冲电泳装置的类型 346
14.2.1正交交变电场凝胶电泳 346
14.2.2钳形均匀电场电泳 347
14.2.3旋转凝胶电泳 348
14.2.4倒转电场凝胶电泳 348
14.3影响PFGE分离的因素 348
14.3.1脉冲时间的影响 348
14.3.2分子大小、电场强度和温度的影响 348
14.3.3电场间角度的影响 349
14.4分子陷阱 349
14.5分子泳动的机制 350
14.5.1常规电泳的分子机制 350
14.5.2 FIGE分离过程的分子机制 350
14.5.3分子在OFAGE中的重新定向机制 350
14.5.4巨大分子的泳动 351
14.6带宽和分辨率 352
14.7脉冲电泳方法 352
14.7.1样品制备 352
14.7.2 DNA的标准品 352
14.7.3电泳方法 353
14.8应用实例 353
14.8.1酵母染色体OFAGE的分离 353
14.8.2棉病囊霉的电泳核型分析 354
14.8.3小麦、大麦、黑麦大分子量DNA的脉冲电泳分离 355
14.8.4水稻大分子DNA的脉冲电泳分离 355
思考题 356
参考文献 356
第十五章 蛋白质组的研究技术 357
15.1蛋白质组的分析流程 357
15.2双向凝胶电泳 358
15.2.1基本原理 358
15.2.2仪器结构 361
15.2.3具体操作 362
15.3质谱技术 377
15.3.1基本知识 378
15.3.2仪器结构 382
15.3.3应用实例 383
思考题 385
参考文献 385
第十六章色谱工作站和影像系统 386
16.1数据处理机和色谱工作站 386
16.1.1概述 386
16.1.2积分仪和色谱工作站的定量计算方法 388
16.1.3色谱工作站 390
16.2 CCD影像系统 400
16.2.1影像系统的组成 400
16.2.2 VDS影像分析摄录系统 400
16.2.3图像定量分析原理 402
16.2.4 Image Master软件功能 404
思考题 408
参考文献 408