临床生物化学常用技术课件.ppt
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- 临床 生物化学 常用 技术 课件
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1、12 本本 章章 主主 要要 内内 容容光谱光谱检验技术检验技术电化学分析技术电化学分析技术电泳技术电泳技术干化学技术干化学技术PCR技术技术 3教学目标和要求教学目标和要求 掌握掌握光谱分析中的对比法、摩尔吸收系数光谱分析中的对比法、摩尔吸收系数法、比浊法法、比浊法测定的方法原理,在生化检验中的测定的方法原理,在生化检验中的应用及注意事项;区带电泳的原理、应用及影应用及注意事项;区带电泳的原理、应用及影响因素;离子选择性电极法测定的原理和注意响因素;离子选择性电极法测定的原理和注意事项。事项。熟悉熟悉离心技术,其它电泳技术和层析技术离心技术,其它电泳技术和层析技术中的中的HPLCHPLC及亲
2、和层析的原理和应用;及亲和层析的原理和应用;免疫分析免疫分析技术、生物传感技术的概念和应用原理。技术、生物传感技术的概念和应用原理。了解了解色谱色谱、层析等常用生化技术的应用原、层析等常用生化技术的应用原理和方法,生物芯片技术的概念和应用原理。理和方法,生物芯片技术的概念和应用原理。4n分光光度技术的基本原理分光光度技术的基本原理n分光光度计的基本结构分光光度计的基本结构n分光光度计的操作方法分光光度计的操作方法 n分光光度技术的定性和定量方法分光光度技术的定性和定量方法 5v光的本性光的描述:波长和能量可见光:400nm760nm紫外光:200 nm400nm红外光:760nm1000nm6
3、n光谱分析技术原理:光谱分析技术原理:利用各种化学物质都具有发射、吸收或散射光谱谱系的特利用各种化学物质都具有发射、吸收或散射光谱谱系的特征,以此来确定物质性质、结构或含量。征,以此来确定物质性质、结构或含量。n光谱分析技术分类光谱分析技术分类:发射光谱分析技术:发射光谱分析技术:火焰光度法、原子发射光谱法和荧光光谱法火焰光度法、原子发射光谱法和荧光光谱法 吸收光谱分析技术:吸收光谱分析技术:紫外、可见光分光光度法,原子吸收分光光紫外、可见光分光光度法,原子吸收分光光 度法和红外光谱法度法和红外光谱法 散射光谱分析技术:散射光谱分析技术:比浊法比浊法 7一、分光光度技术的基本原理一、分光光度技
4、术的基本原理(一)吸光度与透光度(一)吸光度与透光度 A=-lgTA=-lgT=-lgI/I=-lgI/I0 0=lgI=lgI0 0/I/I 当光线通过均匀、透明的溶液时可出现三种情况:一部分当光线通过均匀、透明的溶液时可出现三种情况:一部分光被散射,一部份光被吸收,另有一部分光透过溶液。设入射光被散射,一部份光被吸收,另有一部分光透过溶液。设入射光强度为光强度为I0I0,透射光强度为,透射光强度为I I,I I和和I I0 0之比称为透光度之比称为透光度,即:即:T=I/IT=I/I0 0 T T100100为为T%T%称为百分透光度。透光度的负对数称为吸光度称为百分透光度。透光度的负对数
5、称为吸光度即:即:8(二)(二)Lambert-BeerLambert-Beer定律定律 Lambert-Beer Lambert-Beer定律是讨论溶液吸光度同溶液浓度和溶液层定律是讨论溶液吸光度同溶液浓度和溶液层厚度之间关系的基本定律,该定律是分光分析的理论基础。其厚度之间关系的基本定律,该定律是分光分析的理论基础。其表达式为:表达式为:A=KLC 式中式中A A为吸光度;为吸光度;K K为比例常数,称为吸光系数;为比例常数,称为吸光系数;L L为溶液为溶液层厚度,称为光径;层厚度,称为光径;C C为溶液浓度为溶液浓度 (Lambert-BeerLambert-Beer定律适用于可见光、紫
6、外光、红外光和均匀非散射的液体。)定律适用于可见光、紫外光、红外光和均匀非散射的液体。)91.0 0.8 0.6 0.4 0.2Y=ax+b10v、定性、定性v、判断方法的灵敏度、判断方法的灵敏度v、定量测定物质浓度、定量测定物质浓度11v1 1、光学因素、光学因素v2 2、化学因素、化学因素v3 3、为什么有的分光光度计使用双波长或、为什么有的分光光度计使用双波长或双光束?双光束?12光源及光源要求光源及光源要求v波长的选择原则波长的选择原则:可按可按“吸收最大,吸收最大,干扰最小干扰最小”的原则进行。的原则进行。v2、单色器、单色器v3、比色杯及要求、比色杯及要求v4、检测器与显示器、检测
7、器与显示器13v分光光度计的使用1、开启电源,将比色池盖打开,通电、开启电源,将比色池盖打开,通电20分钟分钟预热预热2、调节波长、调节波长3、将空白液、标准液及样品液置于光路、将空白液、标准液及样品液置于光路4、空白调节、空白调节T为为0、100%5、调、调A为为06、重复、重复4和和57、测量标准和样品吸光度。、测量标准和样品吸光度。14(二)吸光度的校正(二)吸光度的校正 铬酸钾的标准液可用于校正分光光度计的吸铬酸钾的标准液可用于校正分光光度计的吸光度。在光度。在25,将,将4mg铬酸钾溶于铬酸钾溶于100ml的的0.05mol/L KOH中,放入比色池中,在不同波长中,放入比色池中,在
8、不同波长下测定吸光度值,与己知的标准吸光度校正表进下测定吸光度值,与己知的标准吸光度校正表进行比较,可检测仪器吸光度的准确度行比较,可检测仪器吸光度的准确度。15四、分光光度技术的定性和定量方法四、分光光度技术的定性和定量方法(一)分光光度技术的定性方法(一)分光光度技术的定性方法u定性依据定性依据:最大吸收波长最大吸收波长maxmax和摩尔吸光系数和摩尔吸光系数 2.2.摩尔消光系数摩尔消光系数方法方法1.1.最大吸收波长最大吸收波长maxmax方法方法16v1、对比法1、将已知浓度的标准品和待测溶液有同一方法、在相同条件下同时进行测定。2、当标准液与标本用量可能不同时的测定。标准液的要求:
9、其浓度尽量接近于样品浓度。(双标准)17v2.标准曲线法标准曲线法 用途:用途:1、确定分析范围、确定分析范围2、减少系统误差、减少系统误差3、比较方法的灵敏度、比较方法的灵敏度18 根据根据Lambert-BeerLambert-Beer定律,液体的浓度在一定范定律,液体的浓度在一定范围内与吸光度成正比关系。配制一系列浓度的标准围内与吸光度成正比关系。配制一系列浓度的标准品溶液(浓度应包含高、中、低浓度范围),按标品溶液(浓度应包含高、中、低浓度范围),按标本处理方法作相同处理,在特定波长下测定吸光度,本处理方法作相同处理,在特定波长下测定吸光度,以标准液浓度为横座标,以吸光度为纵座标以标准
10、液浓度为横座标,以吸光度为纵座标,将对,将对应各点连成一条通过原点的直线,这条直线称为标应各点连成一条通过原点的直线,这条直线称为标准曲线。待测溶液测定吸光度后,从标准曲线上可准曲线。待测溶液测定吸光度后,从标准曲线上可查出其相应的浓度。查出其相应的浓度。u方法方法:19v1、制备标准液v2、显色反应v3、比色v4、作图v5、制作检量表。20将一系列浓度不同的标准溶液按照、将一系列浓度不同的标准溶液按照、一定操作过程显色后,一定操作过程显色后,分别测吸光度,以吸光度为纵坐标,分别测吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标绘制标准曲线。浓度为横坐标绘制标准曲线。从标准曲线找出相对应的待测样品的浓度
11、,从标准曲线找出相对应的待测样品的浓度,即标准曲线法。即标准曲线法。标准曲标准曲线法线法21u制作和应用标准曲线时应注意下面几点:制作和应用标准曲线时应注意下面几点:(1 1)浓度范围足够大)浓度范围足够大(2 2)减少偶然误差)减少偶然误差(3 3)当待测液吸光度超过线性范围时,应将标本稀释后再测定。)当待测液吸光度超过线性范围时,应将标本稀释后再测定。(4 4)标本测定的条件应和标准曲线制作时的条件完全一致。)标本测定的条件应和标准曲线制作时的条件完全一致。(5 5)测定条件发生变化时(如更换标准品和试剂等),应重新绘测定条件发生变化时(如更换标准品和试剂等),应重新绘制。制。(6)标准品
12、应有高的纯度,标准液的配制应准确)标准品应有高的纯度,标准液的配制应准确。22电化学分析电化学分析:利用物质的电化学性质,测定化学电池的电位、电流或电量的变化进行分析的方法。主要有:电位法、电导法、电容法。23v电位分析法是利用电极电位和浓度之间关系来确定物质含量的分析方法。电极电位由能斯特方程式确立。电极电位测定是通过构建原电池电动势,其中一个电极的电位随待测离子尝浓度改变而改变(指示电极);另一电极电位不受试液影响(参比电极),通过测定原电池的电动势便可求得待测离子浓度。24vNernst方程。其方程式为:02.303logFiRTEEan FR为气体常数、T为绝对温度、n为离子电荷数、F
13、为法拉第常数a为被测离子活度25v离子选择电极分析法(离子选择电极分析法(ion selective electrode,ISE)是利用电极电位和离子活度的关系来测定是利用电极电位和离子活度的关系来测定被测离子活度的一种电化学分析法。被测离子活度的一种电化学分析法。ISE法的核法的核心是指示电极上带有对被测离子选择性响应的敏心是指示电极上带有对被测离子选择性响应的敏感膜,膜的一面与被测离子的溶液相接触、另一感膜,膜的一面与被测离子的溶液相接触、另一面则与电极内所充的一定活度的被测离子溶液和面则与电极内所充的一定活度的被测离子溶液和内参比电极接触,膜内外的离子活度的差异引起内参比电极接触,膜内外
14、的离子活度的差异引起离子从高浓度向低浓度迁移,从而产生电位改变,离子从高浓度向低浓度迁移,从而产生电位改变,其数值可在等电流的条件下测定。其数值可在等电流的条件下测定。262728v选择性好选择性好:多数情况下共存离子的干扰小,多数情况下共存离子的干扰小,组成复杂的试样往往不需分离处理即可直组成复杂的试样往往不需分离处理即可直接测定;接测定;v灵敏度高:灵敏度高:可达可达10-510-8mmol/L,v 线性范围宽线性范围宽,Na+为为10-610-1mmol/L,K+为为3 10-51mol/L,氯为,氯为5 10-51mol/L,Ca+为为3 10-51mol/L;v溶血、脂血及黄疸不影响
15、测定,对有色、溶血、脂血及黄疸不影响测定,对有色、浑浊溶液都可进行分析;浑浊溶液都可进行分析;v设备简单,分析速度快,易于自动化,设备简单,分析速度快,易于自动化,标本用量少,应用范围广。标本用量少,应用范围广。29v离子选择电极分析方法离子选择电极分析方法1、标准曲线法、标准曲线法2、标准比较法、标准比较法3、标准加入法(消除基质效应)、标准加入法(消除基质效应)样品测定方式:样品测定方式:直接法与间接法直接法与间接法30v1 1离子强度离子强度v2 2、温度、温度v3 3、PHPH值值v4 4、共存离子的干扰、共存离子的干扰31v电解质分析仪一般要求电解质分析仪一般要求24小时开机小时开机
16、,目的是为了保持电极膜很好的水化,增加电极的稳定性。经常关仪器,使得电极膜干燥,会加速电极膜的失效和产生测定中的漂移。v仪器正常启动后,清洗管道,进行两点校进行两点校准,每隔准,每隔2小时自动单点校准。小时自动单点校准。v每天用后进行电极保养,去除附在电极膜上的蛋白质。32一、干化学分析原理一、干化学分析原理 1、反射光度法Kubelka-Munk理论:光反射率与固相层的厚度、单位厚度的光吸收系数以及固相反应层的散射系数有关系,当固相层的厚度和固相反应层的散射系数固定时,光吸收系数与待测物的浓度成正比。33干化学的原理(1)试剂结构反射层清除剂层支持层 样本扩散层试剂层试剂层34(一)分析过程
17、(一)分析过程 1 1样本扩散层样本扩散层待测样品定量加到干片待测样品定量加到干片试剂,由展开层把样品均匀展开,并且试剂,由展开层把样品均匀展开,并且阻挡固体物质如红细胞和大分子物质进阻挡固体物质如红细胞和大分子物质进入试剂层。入试剂层。2 2、反射层反射层 光漫射层,为光检测提供一光漫射层,为光检测提供一个具有反射的背景。个具有反射的背景。3 3、清除剂层:清除血清中内源性干扰物、清除剂层:清除血清中内源性干扰物354 4试剂层试剂层样品中的水分成为干式试剂样品中的水分成为干式试剂的溶剂,试剂与待测物质进行化学反应。的溶剂,试剂与待测物质进行化学反应。试剂层的结构还能控制多步化学反应的反试剂
18、层的结构还能控制多步化学反应的反应次序。应次序。支持层支持层为一透明胶片,仅起支撑试剂干片为一透明胶片,仅起支撑试剂干片的作用。的作用。36干化学的原理(3)比色样本扩散层样本扩散层反射层反射层清除剂层清除剂层支持层支持层 接收器接收器37v仪器监测仪器监测:标准灰色试剂条:标准灰色试剂条/校准条校准条v校准频度校准频度:每:每6个月校准一次,质控经常做个月校准一次,质控经常做v质控物质控物:用干化学分析仪生产厂家提供:用干化学分析仪生产厂家提供v干片试剂的储存与使用:干片试剂的储存与使用:0保存,平衡后用保存,平衡后用v工作环境与温度:工作环境与温度:1530,湿度,湿度85%3839v1
19、原理原理:带电粒子在电场中的移动现象:带电粒子在电场中的移动现象称为称为电泳电泳(Electrophoresis)。带负电荷的。带负电荷的粒子向电场的正极移动;带正电荷的粒子粒子向电场的正极移动;带正电荷的粒子则向负极移动。各种物质由于所带净电荷则向负极移动。各种物质由于所带净电荷的种类和数量不同,因而在电场中的迁移的种类和数量不同,因而在电场中的迁移方向和速度不同。利用物质的这种性质可方向和速度不同。利用物质的这种性质可以对物质进行以对物质进行分离和鉴定分离和鉴定。40电泳两端的端电压差电场强度两端间的距离电泳迁移率?电泳迁移率?1、分子形状、分子形状 体积大者慢,小者快体积大者慢,小者快2
20、、EvQEV扩散明显、区带模糊、分辨率下降41v3、缓冲液缓冲液(1)缓冲溶质)缓冲溶质 性质稳定,缓冲容量大、电导低、离子移性质稳定,缓冲容量大、电导低、离子移动好动好(2)pH 影响分子电荷性质和电量影响分子电荷性质和电量 (3)离子强度(离子强度(I)影响缓冲容量、速度和产热效应影响缓冲容量、速度和产热效应 I、pH稳定、速度慢、产热多、时间延长、扩散稳定、速度慢、产热多、时间延长、扩散 I、pH不稳定、速度快、产热少;区带不整齐、分辨率不稳定、速度快、产热少;区带不整齐、分辨率 下降下降 424、支持介质、支持介质 吸附作用:吸附作用:支持介质对标本的吸附作用支持介质对标本的吸附作用
21、吸附吸附作用使电泳速度减慢,出现拖尾现象。作用使电泳速度减慢,出现拖尾现象。电渗:电渗:电场中液对固相的相对移动电场中液对固相的相对移动 电渗只影响电泳速度,不影响分辨率电渗只影响电泳速度,不影响分辨率43v蒸发:蒸发:支持介质水份的蒸发导致缓冲支持介质水份的蒸发导致缓冲液浓缩,离子强度增加,标本分电流液浓缩,离子强度增加,标本分电流减少,电泳速度减慢;虹吸作用,使减少,电泳速度减慢;虹吸作用,使标本区带向中间集中并弯曲,导致分标本区带向中间集中并弯曲,导致分辨率下降。辨率下降。(所以,电泳时电泳槽要(所以,电泳时电泳槽要密闭)密闭)44v电泳的分类方法很多,在这里电电泳的分类方法很多,在这里
22、电泳原理将泳原理将电泳分离系统电泳分离系统分为分为v1、移动界面电泳、移动界面电泳v2、区带电泳、区带电泳v3、稳态电泳、稳态电泳45v醋酸纤维素是将纤维素的羟基乙酰化而形成的纤醋酸纤维素是将纤维素的羟基乙酰化而形成的纤维素醋酸酯,由它制成的薄膜称为醋酸纤维素薄维素醋酸酯,由它制成的薄膜称为醋酸纤维素薄膜。膜。v它具有分辨力好,它具有分辨力好,对蛋白质对蛋白质吸附极少,吸附极少,拖尾现象拖尾现象轻微;轻微;不吸附染料,不吸附染料,对区带周围的染料能完全洗对区带周围的染料能完全洗去,不干扰测定;样品需要量少、介质又可以透去,不干扰测定;样品需要量少、介质又可以透明后定量扫描等优点。明后定量扫描等
23、优点。v临床生物化学上分离血清蛋白、糖蛋白、脂蛋白、临床生物化学上分离血清蛋白、糖蛋白、脂蛋白、血红蛋白、甲胎蛋白及同工酶等大分子物质。血红蛋白、甲胎蛋白及同工酶等大分子物质。46v缺点和注意事项:缺点和注意事项:吸水性差,水份易蒸发。吸水性差,水份易蒸发。电泳槽要求密闭,维持水蒸气饱和电泳槽要求密闭,维持水蒸气饱和 电流强度不宜过大,电流强度不宜过大,0.40.6mA/cm宽。宽。47v概述:概述:琼脂糖琼脂糖凝胶凝胶电泳是以琼脂糖凝电泳是以琼脂糖凝胶作为支持介质的一项电流技术。常胶作为支持介质的一项电流技术。常用于血浆脂蛋白、免疫球蛋白、同工用于血浆脂蛋白、免疫球蛋白、同工酶和酶和DNA酶
24、切片断的电泳分离。酶切片断的电泳分离。48v琼脂糖凝胶电泳优点琼脂糖凝胶电泳优点 电渗作用小电渗作用小 吸附极微吸附极微 分辨率和重现性均较好分辨率和重现性均较好 适合分离大分子物质(分子筛效应)适合分离大分子物质(分子筛效应)电泳图谱清晰便于扫描并可长期保存电泳图谱清晰便于扫描并可长期保存4950v聚丙烯酰胺凝胶是一种人工合成的凝聚丙烯酰胺凝胶是一种人工合成的凝胶,由胶,由丙烯酰胺单体丙烯酰胺单体和和交联剂交联剂甲叉双甲叉双丙烯酰胺在丙烯酰胺在催化剂催化剂和和加速剂加速剂的作用下的作用下聚合而成三维网状结构的凝胶。聚合而成三维网状结构的凝胶。51v常用的催化剂有过硫酸胺和核黄素,常用的催化剂
25、有过硫酸胺和核黄素,加速剂一般用四甲基乙二胺。加速剂一般用四甲基乙二胺。v凝胶网状结构凝胶网状结构孔径的大小孔径的大小,决定于,决定于丙丙烯酰胺单体的浓度烯酰胺单体的浓度和甲叉双丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺的浓度及的浓度及两者的比例。两者的比例。52v1、标本浓缩效应、标本浓缩效应v2、电荷效应、电荷效应v3、分子筛效应、分子筛效应53v方法分类:方法分类:v直接法:紫外光扫描区带,适用于直接法:紫外光扫描区带,适用于透明介质透明介质v染色法:染料染色后,洗脱背景可染色法:染料染色后,洗脱背景可见光扫描见光扫描54v蛋白质染料:蛋白质染料:丽春红、氨基黑丽春红、氨基黑10B、考马、考马斯亮兰、溴酚
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