生物学基础实验教案
实验题目：显微镜技术 教 师：陈亚光
实验类型：基本技术
学 时：6
内 容：
一、实验目的
了解体式显微镜、生物显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光倒置显微镜和干涉差显微镜的构造原理，并掌握其使用方法。
二、试剂和器材
体式显微镜、生物显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光倒置显微镜、干涉差显微镜、载玻片、盖玻片、乙醇、香柏油、二甲苯、滤纸条、醋酸、磷酸二氢钾、染色缸、永久制片等。
三、实验内容
1.体视显微镜的构造与使用方法
2.生物显微镜的构造与使用方法
3.暗视野显微镜的构造与使用方法
4.相差显微镜的构造与使用方法
5.荧光倒置显微镜的构造与使用方法
6.干涉差显微镜的构造与使用方法
四、关键步骤与注意事项
1. 镜头上更多的较顽固的污迹要用干净的软棉布，镜头纸或纱布蘸上无水乙醇或甲醇轻轻地擦去。
2. 从油镜上擦去浸油，应使用镜头纸、软棉布或纱布，蘸上二甲苯轻轻擦去。
3. 使用100X物镜时，标本与物镜之间充满显微镜用油；用40X、100X甘油荧光镜时，应在物镜与标本之间充满甘油。
五、思考题
1.物镜的种类各具有何种特点?
2.柯勒照明法及其实质?
3.显微镜的各种能力之间有何关系?
4.为什么暗视野照明的视场暗黑，样品影像明亮?
5.使用暗视野照明时，为什么必须在聚光器与载玻片间进行油浸?
6.如何进行暗视野聚光器的调中和聚焦?
7.相差显微镜有哪些特有的附件，其构造如何?
8.为什么相差显微镜可以直接观察活体样品?
9.干涉显微镜适用观察哪种标本?
10.荧光显微镜为什么要以汞灯当光源?
11.激发滤片和阻断滤片的功能及其区别?
实验题目：离心技术
教 师：程瑛琨
实验类型：基本技术
学 时： 4
内 容：
一、仪器设备 低速离心机、低速冷冻离心机、高速离心机、高速冷冻离心机、落地式大容量冷冻离心机。
二、仪器结构
三、原 理 在离心力场的作用下，加速悬浮液中固体颗粒沉降（或漂浮）速度。
四、适用范围 微生物菌体、大分子蛋白质、酶反应液或各种提取液，常常是由固相（固形物）与液相组成的悬浮液。
五、操作方法
1、 接通离心机电源，打开机器开关，等待机器自检完毕；
2、 按open键（机器电子锁开），打开机器盖；
3、 根据使用需要选择合适的转子，将转子轻轻地套在旋转轴上，用六角螺丝刀旋转转子上的螺母，将转子固定。
4、 根据转子选择适合的离心管，将样品装入一对离心管后，在托盘天平上调节使它们质量相等，然后对称的放入转子中，先将转子的盖子旋紧，然后盖上机器盖。
5、 根据需要依次设置离心所需要的温度、运行程序（可不选择）、转速、离心时间（当触及某一项的按键时，显示屏上相对应的值会闪烁，设完一个参数可直接触及下一个按键，继续设定所需数值），设置结束后按“start/stop”开始运行机器。
6、 离心结束后，转子会逐渐地停下来，“open”键指示灯亮起，按此键打开离心室，旋开转子盖，取出样品。
7、 将离心管处理干净，倒置在小张滤纸上使其干燥，以便下次使用。旋上转子盖，关上机盖。若离心室内壁有冰霜待其化净干燥后，再旋上转子盖，关上机盖。
五、注意事项
1、 离心机移动后，最好4小时后再使用。转子长期不使用，应取出。使用时在旋转上涂抹润滑油。
2、 使用离心机时对称放置离心管，且质量相等。机器运行前检查转子盖、机器盖是否盖好。
六、思考题
1、离心机适用范围如何？
2、使用离心机时应该注意哪些？
实验题目：光谱分析技术
教 师：程瑛琨
实验类型：基本技术
学 时：6
内 容：
一、仪器设备 721、723可见分光光度计、752紫外可见分光光度计、UV－2401PC紫外可见分光光度计、UV－3150PC紫外可见近红外分光光度计、RF-5301PC荧光分光光度计、比色液及标准溶液、滤纸等。
二、仪器结构
三、原 理
光谱仪器是一种简单易用的分光光度法测定通用仪器，不同型号的机器测定的波长范围不同，可以根据自己的需要选择要使用的仪器。
不同型号的光谱仪器的构造有很大的差别，但是其基本原理是相同的。根据溶液中各种成分对透过光的吸光度不同，在一定范围内，吸光值（或者透过率）与溶质的浓度成正比（玻尔定律）。通过准确浓度的标准品对应其吸光值（透过率）作图，我们就可以得到一条标准曲线。测定未知浓度的待测样品的吸光值（透过率），与标准曲线相比较就可以得到其浓度。
四、适用范围
可广泛用于医学卫生、临床检测、生物化学、石油化工、环保检测、质量控制等方面作定量、定性分析。
具体到我们实验室，可以对多糖、蛋白、核酸等物质进行定性、定量测量。同时UV－3150PC紫外可见近红外分光光度计还可以测量近红外区的固体、液体样品的吸收光谱，RF-5301PC荧光分光光度计可以测定荧光物质的发光强度光谱，同时他们自带的软件可以方便的进行数据处理与分析。
五、操作步骤
我们以UV－3150PC紫外可见近红外分光光度计为例讲述光谱仪器的性能和操作方法。
1、 插上电源，打开光度计前面的电源开关。
2、 双击计算机桌面UV Probe图标，打开UVProbe软件，点击UVProbe中“Connect”图标联机，出现自检画面。
3、 如自检完全部绿灯亮，则点击“OK”进入系统。若出现红灯亮，可关掉光度计重新连接，若仍未通过自检，应立即报告仪器负责老师。
4、 完全通过并进入系统，出现UVProbe菜单栏和工具栏。UVProbe有四大主要模块，包括光谱扫描模块、光度测量模块、时间扫描模块和报告生成器。每种模式都可以直接点击后面的方法设定按钮设置方法。
5、 点下光谱扫描图标，出现光谱扫描界面。
6、 点击方法按钮，出现方法设置对话框。在此可以设置扫描波长范围，仪器的最大范围为3200～190nm。可以设置扫描速度，一般可选中速（Medium）或快速（Fast）进行扫描。采样间隔表示光度计每隔多少nm读一个吸光度值，如没有特殊要求，选择自动即可。可选择是否重复扫描曲线，若重复则设置重复次数和间隔时间。
7、 点击“Sample Preparation”输入样品信息。包括样品的质量、体积、稀释倍数和测量光程等。也可以输入样品的其他信息。
8、 点击“Instrument Parameters（仪器参数）”设置测量方式和仪器的一些参数。在测量模式中可选择“Transmittance（透过率）”、“Absorbance（吸光度）”、“Energy（能量）”和“Reflectance（反射）”，其中Reflectance一般用积分球测定固体样品时使用。狭缝设置在3200～800nm下设为5nm，在800～190nm 设为2nm。若包括这两个范围的波长如1500～500nm则选择狭缝为5nm。
9、 换灯和检测器可根据所测样品进行设置，换灯在393～282nm范围内任意值均可，换检测器在895～750nm范围内任设一个值即可。但换灯和检测器由于仪器进行机械的移动，会造成信号波动较大，称仪器噪音大，此时所得扫描曲线误差较大，所以所设波长应该避免在样品吸收峰位置以免影响测定值。
10、 所有参数设置完成后，两个样品架均不放置样品或两个均放上同样的空白溶液，点击“Baseline”，开始进行基线校正，仪器扫描完成后，点击“λ Go To WL”将波长转到750nm，点击“Auto Zero”把750nm的波长设为0。点击“Start”再次扫描，若得出曲线最值均小于0.001，则认为基线平坦，若数值较大，则将750nm吸光度设为0重新进行基线扫描。
11、 基线校正完成后，取出样品架的空白溶液，放入样品溶液，点击“Start”开始扫描曲线。扫描完成后，出现保存路径框和文件名框，设置好后出现扫描曲线。
12、 曲线扫描完成后，在谱图上点击鼠标右键，出现快捷菜单。点击“Auto Scale”可是软件自动调节图像坐标使之适合扫描所得数据。点击“Cross Hair>Display”鼠标显示为交叉线，用鼠标将交叉线放到曲线上某点即可显示该点的波长和吸光度值。
13、 点击“Label”可以在谱图上添加标签，可在其中输入文本以标记谱图。点击“Legend”出现各数据保存图，若在前面框里勾选该光谱数据，则在左面重叠图上显示其曲线。
14、 若从右键快捷菜单中选择“Customize（自定义）”，可以自定义曲线显示颜色还可定义坐标轴的数值。
15、 得出曲线后可以对谱图进行一系列的处理。
（1） 点击“Data Print（显示数据）”图标可以将谱图曲线直接显示为数值。
（2） 点击“Manipulate（运算）”图标，可以进行加减乘除、差谱、扣除空白、倒数光谱、对数光谱等处理。
（3） 点击“Peak Point（显示峰值）”按钮显示“波峰”和“波谷”的数值。
（4） 点击“Point Pick”图标，输入要显示的波长值，立即显示出所输入波长处的吸光度值。
（5） 点击“Peak Area”，设定峰阈值，即显示大于此阈值的峰区域。
（6） 点击“Sewing box（裁缝）”图标，可以进行谱图的裁剪和缝合。
16、 光谱曲线扫描完成后数据实际直接保存在内存中，并没有保存到硬盘上，此时若关闭窗口，电脑会提示“Some Spectrum data has not been saved! Do you still want to exit and lost unsaved change？（还有光谱数据尚未保存，你是要离开而不保存数据吗？）”选择“No”返回主界面保存所有数据。
六、注意事项
1、 光度计灯源寿命有限，若长时间不测量，应通过UVProbe软件断开连接（点击“Disconnect”），然后关闭光度计电源。
2、 使用分光光度计时要保证样品室绝对干净，小心放入样品，放入比色皿前一定要先用滤纸和擦镜纸将比色皿外表面擦干净，不要污染样品池和光度计外表面。
3、 仪器自检和扫描的过程中，不要打开样品室盖。
4、 软件不会自动保存数据，所有的数据要保存都必须点击“Save”或者“Save As”进行另存。否则数据会丢失。
5、 认真填写贵重仪器使用记录。
七、思考题
1．干扰测定结果的因素有哪些？
2．为了更好的维护和保养仪器，我们在使用的过程中应该注意哪些方面？
实验题目：层析技术
教 师：逯家辉
实验类型：基本技术
学 时：8
内 容：
一、仪器设备 紫外检测仪、蠕动泵、记录仪、ATK层析系统、层析柜、树脂、样品等。
二、仪器结构
三、原 理
由于填料的不同，各个实验室所使用的层析技术的原理也不完全相同。但不外乎以下几种基本原理：分子筛作用、离子交换作用、亲和层析作用等等。分子筛作用是由于填料上有一定规格的孔径，分子量大小不一样的样品流过柱子时所受到的作用力不一样，所走的路径也不同，所以流出柱子的时间也就有了差异，不同组分得以分开。离子交换是由于正负电荷的吸引而使样品挂在填料上，改变溶液环境，使样品分子所带的电荷产生变化，从而被洗脱下来，不同组分与柱料的吸附作用力时不同的，从而洗脱条件也是不同的。亲和层析就是柱料与被分离样品特异性的吸附结合一起，从而使被分离物质与其他成份分离开来。
四、适用范围
1．蛋白质分子量的测定。
2．蛋白质的分离纯化
3．多糖的分子量测定
4．多糖的分离纯化
五、操作步骤
1．柱料的前处理
2．选择合适直径与长度的层析柱，装柱
3．装完柱之后就连上紫外检测器，检验260nm处的吸光值。
4．用上样缓冲液平衡柱子。
5．将样品液浓缩后上样，
6．洗脱液洗脱，部分收集器收集各个组分。
7．分别测定各个组分的浓度和含量。合并活力峰。
七、注意事项
1．柱料前处理一定要彻底，完全，将杂质全部除去。
2．上样之前柱子平衡要过夜。
3．分子筛层析时点样量不能过大，柱面一定要平。
4．上样、洗脱时一定要对目标产物跟踪去向。
七、思考题
1．分子筛层析、离子交换层析样品在流经柱子的时候都受到哪些力的作用？
2．分子筛层析、离子交换层析对柱料前处理、上样和洗脱的要求有何不同？
3．如果两种组分分离不开，试解释其可能的原因？
4．上样之前如果不进行平衡，会对结果产生什么影响？
实验题目：图像采集与分析技术 教 师：逯家辉
实验类型：基本技术
学 时： 6
内 容：
一、仪器设备 凝胶成像分析系统
ChemiGenius2
二、仪器结构
三、原 理
样品在电泳凝胶或者其他载体上的迁移率不一样，以标准品或者其他的替代标准品相比较就会对未知样品作一个定性分析。这个就是图像分析系统定性的基础。根据未知样品在图谱中的位置可以对其作定性分析，就可以确定它的成份和性质。
样品对投射或者反射光有部分的吸收，从而照相所得到的图像上面的样品条带的光密度就会有差异。光密度于样品的浓度或者质量成线性关系。根据未知样品的光密度，通过于已知浓度的样品条带的光密度指相比较就可以得到未知样品的浓度或者质量。这就是图像分析系统定量的基础。
采用最新技术的紫外透射光源和白光透射光源使光的分布更加均匀，最大限度的消除了光密度不均造成的对结果的影响。
四、适用范围
1．蛋白质、核酸、多肽、氨基酸、多聚氨基酸等其他生物分子的分离纯化结果作定性分析。
2．可以确定生物分子的分子量。
3．可以应用于生物分子的定量分析中。