ОГБОУ СПО «Колпашевское медицинское училище»
РЕФЕРАТ
по дисциплине – «Пропедевтика клинических дисциплин»
по теме – «Биохимические методы исследования»
«Иммунологические исследования»
Выполнил: студент 21 группы
Григорьев В.С.
Проверил: преподаватель
Анисимова В.Ф.
2013г.
Содержание:
1.Исследование крови.
2.Биохимическое исследование мочи.
1.Исследование крови:
Исследование крови даёт значительную диагностическую информацию, так как заключается в количественном определении некоторых активных веществ (белок, холестерин, глюкоза и др.) в сыворотке крови. Их показатели могут меняться в зависимости от патологического процесса.
Общий белок сыворотки крови в норме составляет 65 -85 г/л. Это количество может повышаться или понижаться в связи с нарушением синтеза белка или усиленным его разрушением.
Гиперпротеинемия ( повышение уровня общего белка) встречается при различных хронических заболеваниях ( хронический гепатит, цирроз печени, системные заболевания соединительной ткани и др.). Гипопротеинемия (уменьшение общего белка) бывает при потере белка (голодание, длительные воспалительные заболевания, раковая кахексия и др.) Белковые фракции- это соотношение в сыворотке крови мелкодисперсных белков (альбуминов) и грубодисперсных (глобулинов). В норме в сыворотке крови преобладают альбумины. При патологических процессах количество глобулинов увеличивается. В норме уровень белковых фракций выражается в количестве в грамм –процентах или г/л.
Альбумины 40-50 г/л
Глобулины 20-30 г/л
Глобулины делятся на a1, a2, b,y. Количество их также определяется.
Увеличение фракции а2-глобулинов связано с острыми воспалительными процессами, а также хроническими, злокачественными заболеваниями, ревматизмом, инфарктом миокарда и др.
Уровень В-глобулинов чаще повышается при гиперлипидемиях алиментарного происхождения; при нарушениях в иммунологических процессах – повышение или понижение фракции у-глобулинов.
Уровень ферментов отражает степень клеточной деструкции, поражение паренхиматозных органов.
1)Аспартатаминотрансфеназа (АсАТ). Уровень фермента в норме 0,1-045 ммоль/чхл. Активность её возрастает при инфаркте миокарда, гепатитах, заболеваниях мышц.
2)Аланинаминотрансфеназа (АлАТ).В норме составляет 0,1-0,68 ммоль/чхл. Резко увеличивается при вирусном гепатите и других заболеваниях.
3)Лактатдегидрогеназа (ЛДГ). В норме 0,8-4,0 ммоль/чхл. Увеличивается при поражении паренхмы печени, почек, сердчой мышцы.
4)Щелочная фосфатаза (ЩФ). В норме 0,5-1,3 ммоль/чхл. Активность её возрастает при заболеваниях печени, желчевыводящих путей, при метастазах злокачественной опухоли в кости.
5)Холинэстераза (ХЭ).В норме – 160 -340 ммоль/чхл. Увеличивается её активность при бронхиальной астме, ЯБЖ, кахексии, травмах, отравлениях.
Уровень мочевины в норме 2,5-8,33 ммоль/л, повышается при почечной недостаточности, снижается при снижении мочевины в печени (паренхиматозная желтуха, цирроз печени).
Уровень креатинина в норме у мужчин 44-97 мкмоль, у женщин – 44-115 мкмоль/л. Повышается уровень креатинина при почечной недостаточности, причём он повышается раньше, чем уровень мочевины.
Уровень билирубина в норме 8,55-20,52 мкмоль/л. 75% этого объёма - свободный (непрямой, неконъюгированный )билирубин, что идентично 8,6 мкмоль/л(не больше 12).
Билирубин связанный(прямой,конъюгрованный) – 2,57 мкмоль(меньше 7). Повышение общего билирубина связано с повреждением клеток печени воспалительного, токсического и опухолевого характера, нарушением желчеотделения и др. Билирубин связанный ( прямой) повышается при обтурации желчных протоков, поражении печени, холестазе. Увеличение свободного (непрямого) встречается при гемолитической анемии, инфекционном гепатите, лекарственной интоксикации.
Уровень мочевой кислоты составляет в норме 0,12- 0,24 ммоль/л. Увеличивается при подагре, заболеваниях печени, ацидозе, алкоголизме, сахарном диабете, приёме мочегонных средств и др.
Уровень холестерина – 3,0-5,0 ммоль/л. Увеличение содержания холестерина наблюдается при атеросклерозе, сахарном диабете, хроническом гломерулонефрите, алкоголизме, микседеме, остром панкреатите, туберкулёзе лёгких и др. Уменьшение уровня холестерина – при паренхиматозных заболеваниях печени.
Уровень триглицеридов в норме 0,55-1,65 ммоль/л в зависимости от возраста и образа жизни пациента. Их увеличение встречается при гепатитах, инфаркте миокарда, тромбозе сосудов мозга, сахарном диабете и др. Снижение триглицеридов – при голодании, гипертиреозе, острых инфекциях, при приёме аскорбиновой кислоты, гепарина, клофибрата и др.
Уровень глюкозы в норме( натощак) 3,5-5,2 ммоль/л. Увеличение уровня глюкозы (гипергликемия) наблюдается при сахарном диабете, гиперфункции гипофиза и щитовидной железы, приёме некоторых лекарств (цитостатики, нитрозамины, гормональные и др.), при опухолях поджелудочной железы, остром инфаркте миокарда, заболеваниях почек, печени и др. Снижение уровня глюкозы(гипогликемия) – при заболеваниях поджелудочной железы (инсулома), раке желудка, гипотиреозе, гипоплазии надпочечников, аддисоновой болезни и др. Уровень глюкозы в крови определяется экспресс – методом с помощью тест-полосок, глюкометров, которые позволяют самим пациентам контролировать уровень глюкозы в крови и корректировать диету и дозу сахароснижающих лекарств.
Уровень сиаловых кислот в норме 2,0-2,36 ммоль/л (0,180-0,220 усл.ед.). Повышается уровень при опухоли головного мозга и других тканей, инфаркте миокарда, туберкулёзе, гепатитах, коллагенозах и др. Снижается – при пернициозной анемии, гемохроматозе и др.
Уровень фибриногена в норме 2-4 г/л. Повышается при гепатите, миеломной болезни, опухолях, при беременности, ожогах, воспалительных процессах, подпечёночной желтухе и др. Снижается – при ДВС –синдроме, гипофибриногимении, уремическом синдроме, портальном циррозе печени и др.
Уровень амилазы по Смитту, Рою 16-30 г/ч. Повышается при паротите, почечной недостаточности, панкреатите и др. Снижается - при некрозе поджелудочной железы, тиреотоксикозе, ожоговой болезни, отравлениях барбитуратами, при позднем токсикозе беременности.
Уровень натрия, калия, хлора соответственно в пределах 130-156 ммоль/л; 3,4-5,3 и 97-108 ммоль/л. Уровень их снижается при потере воды, соли, применении мочегонных средств.
Уровень кальция в норме 2,3-2,75 ммоль, повышается при гипервитаминозе D, массивном разрушении костной ткани и др. Снижение – при гиперпаратиреозе, хронической почечной недостаточности, остром панкреатите, циррозе печени и др.
Уровень неорганического фосфора в норме 1,2 ммоль/л. Повышается при почечной недостаточности, гипервитаминозе D, а снижается при гиперпаратиреозе, приеме некоторых лек.средств.
2.Биохимическое исследование мочи:
Помогает в диагностике некоторых заболеваний.
Амилаза мочи в норме по Смиту, Рою – до 160 г/л. Повышается при закупорке протоков поджелудочной железы, олигурии, отравлении ментолом и др. Снижается при некрозе поджелудочной железы, позднем токсикозе беременности, хроническом склерозирующем панкреатите и др.
Ацетон в моче в норме не определяется. Повышается при диабетическом или связанным с голоданием кетоацидозе, при богатом жирами и бедном углеводами питании, токсикозе беременных, интоксикации бигуанидами.
Глюкоза. Качественные и количественные реакции в норме отрицательные. Повышение уровня глюкозы в моче (глюкозурия) наблюдается при беременности, сахарном диабете, сепсисе и др.
17 – оксикетостероиды в моче в норме у мужчин 27,7- 75,7 мкмоль/сут., у женщин 17,4-55,4 мкмоль/сут.(после 30 лет снижено). Повышается уровень 17- кетостероидов при аденоме, раке надпочечников, опухоли яичка и яичников и др. Снижается при аддисоновой болезни, гипотиреозе, гипоплазии надпочечников и др.
Иммунологические исследования
Эти исследования играют большую роль в диагностике, так как иммунологические нарушения бывают основой большого количества заболеваний. L- клетки (lupus - волк) волчаночные клетки. Они отсутствуют у здоровых людей. Их обнаруживают при системной красной волчанке, люпоидном гепатите, системной склеродермии, ревматоидном артрите.
С- реактивный протеин (белок) – СРП(СПБ) определяется в острой фазе воспалительных процессов (инфаркт миокарда, ревматизм, гепатит)
Ревматоидный фактор (РФ) встречаются у 75% больных ревматыоидным артритом, кроме того, он встречается при других кологенозонах, при сифилисе, саркоидозе и др.
Резус – фактор определяется перед обязательным переливании крови.
Уровень иммунных комплексов (ИК) увеличивается при значительной аллергической перестройки организма. Иммуноглобулины (ig) определяются для выявления синтеза моноклональных парапротеитов, а также первичных и вторичных иммунодефицитов.
Определение Т – и В – лимфоцитов производится для диагностики имунодефицитных состояний и при проведении иммунокоррекции.
myunivercity.ru
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Г. БЕЛИНСКОГО
Принято на заседании Ученого совета естественно-географического факультета протокол заседания совета факультета № ___от «___» _________2007 г. Декан факультета _____________Н.А. Кагина | УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе _________________М.А. Пятин «___» _________2007 г. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Методы биохимических исследований
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 020208–«Биохимия»
Факультет естественно-географический
КАФЕДРА биохимии
Пенза – 2007
1. Квалификационные требования
Квалификация выпускника – биохимик.
Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки биохимика по специальности 020208 Биохимия при очной форме обучения 5 лет.
Квалификационная характеристика выпускника
Специалист-биохимик осуществляет деятельность по изучению строения и свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и его регуляции. Разрабатывает нормативные документы в своей области деятельности, организует и выполняет экспедиционные работы и лабораторные исследования; анализирует получаемую полевую и лабораторную информацию, обобщает и систематизирует результаты выполненных работ, используя современную вычислительную технику; составляет научно-технические отчеты и другую установленную документацию; следит за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов в области своей деятельности. Проводит экспериментальные исследования в своей области, формулирует их задачу, участвует в разработке и осуществлении новых методических подходов, обсуждении, оценке и публикации результатов, проводит патентную работу, участвует в работе семинаров и конференций, составлении патентных заявок.
В производственных и медицинских организациях проводит биохимическую аналитическую работу, участвует в диагностике и экспертизе, сертификации продуктов производства.
Исходя из своих квалификационных возможностей, специалист-биохимик подготовлен к самостоятельной работе на должностях биохимика, врача-лаборанта, биолога, лаборанта-исследователя, инженера-исследователя, научного сотрудника в научно-исследовательских и научно-производственных учреждениях, и других должностях, в соответствии с требованиями Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих, утвержденных постановлением Минтруда РФ от 21.08.98 № 37.
Специалист-биохимик подготовлен к педагогической деятельности на должности преподавателя в средней школе и учреждениях профессионального образования при условии освоения дополнительной образовательной программы психолого-педагогического профиля.
Область профессиональной деятельности
Исследование строения и физико-химических свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и молекулярных механизмов его регуляции.
Объекты профессиональной деятельности
Вирусы и микроорганизмы, клеточные органеллы и одиночные клетки, многоклеточные организмы (растения и животные).
Виды профессиональной деятельности
· Проведение научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор и подготовка научных материалов, квалифицированная постановка экспериментов, обработка результатов клинических анализов и экспериментальных исследований.
· Научно-производственная и организационная деятельность;
· Педагогическая деятельность (при условии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля) преподавание в средней и высшей школе, осуществление просветительской деятельности.
· Иные виды деятельности, позволяющие использовать базовую биологическую подготовку и подготовку по специальности 020208 – Биохимия.
2. Требования ГОС по дисциплине
Методы препаративной химии и биохимии; методы выделения органелл; разные виды хроматографии, в том числе аффинная хроматография; разные виды электрофореза, в том числе иммунный электрофорез; методы дифференциального центрифугирования, спектральные методы; методы меченых атомов; методы химической модификации белков и мембран; программирование и др.
3 . Цели и задачи дисциплины
Курс «методы биохимических исследований» должен ознакомить студентов с основными методами исследований, используемых в биохимии.
Целью курса является подготовка высококвалифицированных биохимиков, способных выполнять исследования, самостоятельно планировать ход работы и подбирать необходимые методы для решения конкретных задач.
«Методы биохимических исследований» – это лекционный курс.
В курсе «методы биохимических исследований» изучаются теоретические основы биохимических методов исследований, основные методологические и методические приемы, необходимые для успешного применения этих методов. Особое внимание в курсе отводится современным хроматографическим и электрофоретическим методам исследований, видам современного лабораторного оборудования и приемам работы с ним.
Успешное освоение курса «методы биохимических исследований» подготовит студентов к проведению научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии.
4. Место дисциплины в профессиональной подготовке студентов
Дисциплина методы биохимических исследований относится к специальным дисциплинам и дисциплинам специализации федерального компонента.
Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины по учебному плану
Форма учебной работы | Форма обучения | |
Очная | ||
По семестрам | ||
7 | 8 | |
Общая трудоёмкость, всего часов | 36 | 44 |
Аудиторные занятия (АЗ) | 17 | 22 |
Лекции (Л) | 17 | 22 |
Практические занятия (ПЗ) | ||
Семинары (С) | ||
Лабораторные занятия (ЛЗ) | ||
Другие виды аудиторных занятий | ||
Самостоятельная работа (СР) | 19 | 22 |
Контрольная работа | ||
Компьютерное тестирование | ||
Курсовая работа | + | |
Форма итогового контроля (зачет, экзамен) | экзамен |
Тематические планы для очной формы обучения на 7 семестр
№ п/п | Темы | Кол-во часов | |
Лекций | Самост. | ||
1. | Оборудование биохимической лаборатории. Общие принципы биохимического исследования. | 2 | 2 |
2. | Разрушение клеток и экстракция. Центрифугирование. | 2 | 2 |
3. | Разделение белков путем осаждения. Осаждение нуклеиновых кислот. | 3 | 3 |
4. | Буферные растворы и специальные добавки. Ультрафильтрация. Диализ. Детергенты и их применение. | 2 | 2 |
5. | Общие принципы хроматографии, классификация хроматографических методов. | 2 | 2 |
6. | Материалы матриц сорбентов и обменников. Техника колоночной хроматографии. | 2 | 2 |
7. | Адсорбционная и распределительная хроматографии. | 2 | 2 |
8. | Тонкослойная хроматография. | 1 | 2 |
9. | Ионообменная хроматография. | 1 | 2 |
Итого: | 17 | 19 |
На 8 семестр
№ п/п | Темы | Кол-во часов | |
Лекций | Самост. | ||
1. | Ионообменная ЖХВД белков. Хроматофокусирование. | 1 | 1 |
2. | Аффинная хроматография. | 2 | 2 |
3. | Гель-фильтрация. | 3 | 3 |
4. | Теоретические и методические основы электрофореза. | 3 | 3 |
5. | Изоэлектрическое фокусирование и изотахофорез. | 2 | 2 |
6. | Обнаружение, количественное определение и характеристика макромолекул после электрофореза. | 2 | 2 |
7. | Принцип иммунного электрофореза. Иммунофиксация. | 1 | 1 |
8. | Электросинерез. Электроиммуноанализ. Перекрестный иммуноэлектрофорез. | 1 | 1 |
9. | Методы меченых атомов. | 2 | 2 |
10. | Спектрофотометрические методы анализа. | 2 | 2 |
11. | Флюориметрические методы анализа. | 1 | 1 |
12. | Иммуноферментный анализ | 1 | 1 |
13. | Радиометрический анализ. Масс-спектроскопия. | 1 | 1 |
Итого: | 22 | 22 |
Содержание дисциплины
1. Введение
История развития методов биохимических исследований. Роль методического обеспечения в развитии биохимии. Классификация методов исследования в биохимии. Применение биохимических методов в медицине, биотехнологии, экологии и др. отраслях
2. Методы препаративной химии и биохимии
Особенности биологических макромолекул как объектов исследования: высокая молекулярная масса, денатурация, полиэлектролитная природа, низкая скорость диффузии.
Оборудование биохимической лаборатории, специальные материалы и реактивы. Отделение осадков и нерастворимых веществ. Центрифугирование. Ультрафильтрация. Некоторые приемы, используемые при работе с белковыми растворами. Диализ.
Разделение белков путем осаждения. Общие положения. Растворимость белков при низкой концентрации солей. Высаливание при высокой концентрации соли. Осаждение белков органическими растворителями. Осаждение белков органическими полимерами и другими веществами. Осаждение вследствие избирательной денатурации. Осаждение нуклеиновых кислот. Кристаллизация белков.
3. Методы выделения органелл
Приготовление экстракта. Исходный материал. Особенности различных видов живых организмов в качестве исходного материала биохимических исследований. Свежесть сырья и его хранение.
Разрушение клеток и экстракция. Способы разрушения клеток. Растворы, используемые для экстракции. Буферные растворы и специальные добавки. Оптимизация и осветление экстракта. Особенности приготовления экстрактов растительных тканей и микроорганизмов.
Методы, используемые при очистке белков, ассоциированных с частицами. Детергенты и их применение.
4. Методы дифференциального центрифугирования
Центрифуга, ее устройство. Силы, действующие на частицу в роторе центрифуги. Скорость осаждения частиц. Константа седиментации. Раздельное осаждение частиц. Дифференциальное центрифугирование. Центрифугирование в градиенте плотности. Методы получения ступенчатых и непрерывных градиентов плотности.
5. Хроматография
5.1. Классификация и элементы теории хроматографии
Классификация хроматографических методов. Классификация по принципу фракционирования. Классификация по способу элюции. Классификация по расположению неподвижной фазы.
Элементы теории хроматографической элюции. Хроматографический процесс. Хроматографическая зона. Концепция теоретических тарелок. Кинетическая теория хроматографии. Разрешение близко мигрирующих зон. Оптимизация условий фракционирования. Градиентная элюция. Хроматография макромолекул.
5.2. Материалы матриц сорбентов и обменников
Целлюлоза. Гели на основе декстрана (сефадексы). Агароза. Полиакриламидный гель. Сефакрилы. Ультрогели. Полистирольные смолы. Полиамидные смолы. Кизельгур (целит, диатомовая земля). Силикагель. Окись алюминия. Пористое стекло. Оксиапатит.
5.3. Техника колоночной хроматографии
Хроматография при низком давлении. Хроматографические колонки. Резервуары для элюента. Смесители. Внесение препарата в колонку. Перистальтические насосы. Детекторы. Коллекторы фракций. Вспомогательное оборудование.
Хроматография при высоком давлении. Колонки. Внесение препарата. Задание градиента элюции. Детекторы.
Хроматография при умеренном давлении.
5.4. Гель-фильтрация
Общая характеристика метода. Принцип метода. Коэффициенты распределения. График селективности. Эффективность фракционирования.
Характеристика продажных матриц.
Методические особенности гель-фильтрации при низком давлении. Подготовка матрицы. Набивка колонки. Проверка качества набивки. Определение V 0. Внесение препарата. Поддержание рабочего режима. Регенерация колонки.
Выбор параметров хроматографического процесса. Выбор матрицы. Размеры колонки. Выбор элюента. Скорость элюции. Оптимизация условий эксперимента.
Области применения. Очистка и фракционирование макромолекул. Определение молекулярной массы белка. Обессоливание и смена буфера.
Гель-фильтрация при высоком давлении. Гель-фильтрация в тонком слое.
5.5. Распределительная хроматография
Принцип метода. Нормальнофазовая распределительная хроматография. Распределительная хроматография в обращенных фазах.
Обратнофазовая гидрофобная хроматография при низком давлении. Немодифицированная сефароза. Элюция снижающимся градиентом концентрации соли. Гидрофобизированные гели агарозы.
Распределительная хроматография при высоком давлении.
5.6. Адсорбционная хроматография
Принцип метода. Сорбенты. Приготовление оксиапатита. Сорбционные свойства оксиапатита. Сорбция белков. Сорбция нуклеиновых кислот. Некоторые особенности хроматографии на оксиапатите. Фракционирование и очистка белков. Фракционирование и очистка нуклеиновых кислот. Разделение двунитевой и однонитевой ДНК. Очистка гибридов ДНК-РНК.
5.7 Ионообменная хроматография
Принцип метода. Компоненты хроматографической системы. Ионообменники. Элюент. Хроматографируемые вещества. Хроматографический процесс. Ионные взаимодействия вещества и сорбента. Управление силой ионного взаимодействия. Неионные взаимодействия вещества и сорбента.
Характеристики продажных ионообменников.
Подготовка обменников к набивке в колонку. Преформирование и промывка. Перевод в нужную ионную форму. Опасность поглощения СО2 .
Применение статической ионообменной хроматографии. Нейтрализация щелочи или кислоты без образования соли. Замена ионов. Обессоливание растворов. Удаление некоторых органических примесей. Концентрирование препаратов. Разделение компонентов смеси, сильно различающихся сродству к обменнику.
Выбор условий динамической ионообменной хроматографии. Выбор ионообменника. Выбор типа элюции. Выбор рН буфера для элюции. Выбор концентрации соли. Сохранение нативности препарата. Выбор объема элюента. Выбор размеров колонки. Выбор скорости элюции. Сбор и обработка фракций. Регенерация ионообменника.
Применение динамической ионообменной хроматографии.
Ионообменная ЖХВД белков.
Хроматофокусирование. Принцип метода. Колонки для хроматофокусирования. Фракционирование белков.
5.8. Аффинная хроматография
Принцип метода. Компоненты аффинного сорбента. Матрицы. Активация матриц. Спейсеры. Активированные спенсеры. Лиганды с индивидуальной специфичностью. Лиганды с групповой специфичностью. Посадка лигандов на активированные матрицы. Посадка лигандов на спейсеры с помощью конденсирующих агентов. Характер закрепления лиганда на матрице. Иммобилизация нуклеиновых кислот в качестве лигандов. Сорбенты для ковалентной хроматографии.
Выбор условий хроматографии. Выбор сорбента и характера хроматографического процесса. Выбор концентрации лиганда. Загрузка сорбента. Выбор буфера для посадки вещества. Выбор элюента и метода элюции. Биоспецифическая элюция. Проведение эксперимента. Электрофоретическая элюция. Аффинная элюция с ионообменника.
Применение аффинной хроматографии.
Аффинная ЖХВД. Аффинный электрофорез
5.9. Тонкослойная хроматография
Особенности метода. Техника ТСХ. Приготовление пластинок. Нанесение препаратов. «Проявление» пластинок (хроматографическая элюция). Обнаружение пятен или полос. Элюция вещества с пластинки.
Применение ТСХ.
6. Электрофорез
6.1. Теоретические и методические основы электрофореза
Принципы электрофореза. Электрофорез с подвижной границей. Зональный электрофорез без поддерживающей среды. Непрерывный электрофорез в тонком слое жидкости (проточный электрофорез в свободной среде). Зональный электрофорез в градиенте плотности.
Зональный электрофорез в поддерживающей среде с капиллярной структурой. Электрофорез на фильтровальной бумаге. Электрофорез на ацетате целлюлозы.
Электрофорез в колонках и блоках гранулированной поддерживающей среды.
Электрофорез в агаровом и агарозном гелях. Теория электрофореза в агаровом (агарозном) геле. Аналитический электрофорез в агаровом (агарозном) геле. Препаративный электрофорез в агаровом и агарозном гелях.
Электрофорез в крахмальных гелях.
Электрофорез в полиакриламидном геле. Теория электрофореза в полиакриламидном геле. Физико-химические свойства составных частей геля. Аналитический электрофорез в полиакриламидных гелях. Препаративный электрофорез в полиакриламидном геле
6.2. Изоэлектрическое фокусирование и изотахофорез
Изоэлектрическое фокусирование. Принцип метода. Формирование градиентов рН. Методические приемы изоэлектрического фокусирования. Трудности, связанные с разделением белков методом ИЭФ. Аналитическое и препаративное изоэлектрическое фокусирование
Изотахофорез
6.3. Обнаружение, количественное определение и характеристика макромолекул после электрофореза
Выявление макромолекул по поглощению ультрафиолетового света и флуоресценции. Выявление разделенных при электрофорезе компонентов путем их окрашивания. Сканирование окрашенных электрофореграмм. Фотографирование электрофореграмм. Высушивание полиакриламидных гелей. Разрезание полиакриламидных гелей. Выявление радиоактивности после электрофореза.
6.4. Электрофорез белков
Поведение белков при электрофорезе. Разделение белков в соответствии с размерами молекул: определение их молекулярной массы. Двухмерный электрофорез.
Окрашивание белков на электрофореграммах. Обнаружение белков по их ферментативной активности.
6.5. Электрофорез нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов
Электрофоретические методы разделения нуклеиновых кислот и полинуклеотидов. Электрофорез нуклеиновых кислот в агаровом и агарозном гелях. Электрофорез нуклеиновых кислот в полиакриламидных гелях. Электрофорез нуклеиновых кислот в полиакриламидно-агарозных гелях. Особые проблемы, возникающие при электрофоретическом разделении нуклеиновых кислот. Изоэлектрофокусирование нуклеиновых кислот. Обнаружение нуклеиновых кислот после электрофореза. Препаративный электрофорез нуклеиновых кислот в геле. Микрометоды электрофоретического разделения нуклеиновых кислот. Определение молекулярной массы полинуклеотидов. Электрофорез нуклеопротеидных частиц.
7. Иммунный электрофорез
Принцип метода. Реакции антиген-антитело. Иммуноэлектрофорез в агаровых или агарозных гелях. Диффузия и преципитация в геле.
Иммунофиксация. Принцип метода. Оценка метода. Область применения.
Электросинерез (встречный электрофорез, электроиммуноосмофорез). Принцип метода. Оценка метода. Область применения.
Электроиммуноанализ (электроиммунодиффузия, ракетный иммуноэлектрофорез). Принцип метода. Количественное определение антигенов. Модификации метода. Область применения. Оценка метода.
Перекрестный иммуноэлектрофорез (перекрестный электрофорез в системе — антиген-антитело). Принцип метода. Оценка метода. Область применения.
Способы усиления преципитации при электроиммуноанализе и перекрестном иммуноэлектрофорезе
8. Спектральные методы
Спектр электромагнитного излучения, его основные характеристики и способы их выражения (длина волны, частота, волновое число, поток излучения, интенсивность). Ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная области спектра. Классификация спектроскопических методов.
Спектрофотометрический метод анализа. Сущность метода. Законы поглощения электромагнитного излучения и способы их выражения. Закон Бугера-Ламберта-Бера, его математическое выражение. Величины, характеризующие поглощение. Молярный коэффициент поглощения. Оптическая плотность. Оптимальный интервал измеряемых значений оптической плотности (кривая ошибок). Критерии соблюдения законов поглощения и оценка чувствительности фотометрической реакции. Построение калибровочного графика. Способы определения концентраций веществ. Дифференциальный метод. Спектрофотометрическое титрование. Использование спектрофотометрии в хроматографии. Фотоэлектроколориметры и спектрофотометры. Применение колориметрии и спектрофотометрии.
Флюориметрические методы анализа. Различные виды люминесценции и их классификация. Основные закономерности молекулярной фотолюминесценции. Независимость спектров люминесценции от длины волны возбуждающего света. Тушение люминесценции: температурное, концентрационное, тушение посторонними примесями. Практическое применение метода. Хемилюминисцентный анализ.
9. Методы меченых атомов
Радиоактивные изотопы, используемые в биологии. Измерение радиоактивности. Авторадиография: принцип метода, техника проведения авторадиографии, преимущества и недостатки. Сцинтилляционные счетчики излучения: принцип действия, сцинтилляторы. Счет радиоактивности на фильтрах. Введение радиоактивной метки в биологические препараты in vivo и in vitro. Радиоиммуноанализ.
10. Методы химической модификации белков и мембран
Сшивание белковых субъединиц и мембран бифункциональными агентами. Диссоциация и сборка. Фрагментация полипептидов химическими методами. Фрагментация полипептидной цепи ферментативными методами. Модификация дисульфидных связей и SH-групп. Методы химической модификация функциональных групп в белках и биомембранах.
11. Иммуноферментный анализ
Принцип иммунного анализа. Получение антител с требуемой специфичностью. Пришивание фермента к антителам. Варианты методик ИФА. Современная аппаратура.
12. Масс-спектрометрический анализ
Принцип метода. Возможности качественного и количественного анализа. Требования к исследуемым образцам. Современная аппаратура.
13. Биохимические анализаторы
Использование проточных замкнутых систем в анализе.
14. Оптимизация методов выделения и очистки биологических макромолекул и соблюдение рекомендаций
Быстрота и разрешение: временной фактор. Возможные последовательности процессов фракционирования. Стабилизация макромолекул в процессе выделения и очистки. Хранение препаратов макромолекул. Замораживание и оттаивание.
Увеличение и уменьшение масштабов операций. Воспроизведение опубликованной методики. Программирование.
Список основной литературы
1. Аффинная хроматография: Методы. Под ред. П.Дин, У.Джонсона, Ф.Мидл. М.: Мир, 1988.
2. Гекселер К., Экштайн Э. Аналитические и препаративные лабораторные методы. М.: Химия, 1994.
3. Гааль, Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. Электрофорез в разделении биологических макромолекул. М.: Мир, 1982.
4. Дарбре А. Практическая химия белка. М.: Мир, 1989.
5. Остерман Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. М.: Наука, 1985.
6. Остерман Л.А. Исследование биологических макромолекул электрофокусированием, иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами. М.: Наука, 1983.
7. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: электрофорез и центрифугирование. М.: Наука, 1981.
8. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. М.: МЦНМО, 2002.
9. Практикум по биохимии. Под редакцией С.Е.Северина и Г.А.Соловьёвой. М.: Издательство МГУ, 1989.
Список дополнительной литературы
1. Ригетти П. Изоэлектрическое фокусирование. М.: Мир, 1985.
2. Скоупс Р. Методы очистки белков. М.: Мир, 1985.
3. Стыскин Е.Л., Ициксон Л.Б., Брауде Е.В. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: Химия, 1986.
Требования к уровню освоения программы
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
знать основные методы и методические приемы, использующиеся в современных исследованиях а области биохимии и молекулярной биологии.
уметь применять приемы работы с биологическим материалом.
владеть приемами и навыками работы с современным биохимическим оборудованием.
Перечень вопросов к экзамену
1. Общие принципы биохимического исследования. Биохимические исследования на различных уровнях организации живой материи.
2. Центрифуга, ее устройство. Скорость осаждения частиц. Константа седиментации. Дифференциальное центрифугирование. Центрифугирование в градиенте плотности. Методы получения ступенчатых и непрерывных градиентов плотности.
3. Разделение белков путем осаждения. Растворимость белков при низкой концентрации солей. Высаливание при высокой концентрации соли.
4. Осаждение белков органическими растворителями. Осаждение белков органическими полимерами и другими веществами. Осаждение вследствие избирательной денатурации. Осаждение нуклеиновых кислот.
5. Особенности различных видов живых организмов в качестве исходного материала биохимических исследований. Разрушение клеток и экстракция. Способы разрушения клеток.
6. Растворы, используемые для экстракции. Буферные растворы и специальные добавки.
7. Классификация хроматографических методов. Классификация по принципу фракционирования. Классификация по способу элюции. Классификация по расположению неподвижной фазы.
8. Элементы теории хроматографической элюции. Хроматографический процесс. Хроматографическая зона. Концепция теоретических тарелок. Кинетическая теория хроматографии. Разрешение близко мигрирующих зон. Оптимизация условий фракционирования. Градиентная элюция. Хроматография макромолекул.
9. Техника колоночной хроматографии. Хроматографические колонки. Резервуары для элюента. Смесители. Внесение препарата в колонку. Перистальтические насосы. Детекторы. Коллекторы фракций. Вспомогательное оборудование.
10. Гель-фильтрация. Общая характеристика метода. Очистка и фракционирование макромолекул методом гель-фильтрации. Определение молекулярной массы. Области применения гель-фильтрации.
11. Распределительная хроматография. Нормальнофазовая и обратнофазовая распределительная хроматография. Методические особенности обратнофазовой гидрофобной хроматографии при низком давлении.
12. Адсорбционная хроматография. Сорбенты. Особенности хроматографии на оксиаппатите.
13. Тонкослойная хроматография. Приготовление пластинок. Нанесение препарата. «Проявление» пластинок (хроматографическая элюция). Обнаружение пятен или полос. Применение ТСХ.
14. Ионообменная хроматография. Ионообменники. Элюэнт. Ионные и неионные взаимодействия вещества и сорбента. Управление силой ионного взаимодействия.Применение статической ионообменной хроматографии. Выбор условий динамической ионообменной хроматографии. Способы элюции с ионообменника.
15. Аффинная хроматография. Применение. Матрицы, их активация. Спейсеры. Активированные спейсеры. Лиганды с групповой и индивидуальной специфичностью. Посадка лигандов.
16. Принцип электрофореза. Зональный электрофорез. Теория электрофореза в ПААГ. Разделение белков в присутствии ДСН.
17. Специфические электрофоретические методы: высоковольтный, проточный, двумерный электрофорез, диск-электрофорез. Изоэлектрическое фокусирование. Изотахофорез.
18. Иммунный электрофорез. Реакции антиген-антитело. Иммуноэлектрофорез в агаровых или агарозных гелях. Диффузия и преципитация в геле. Иммунофиксация. Ракетный иммуноэлектрофорез.
19. Спектрофотометрический метод анализа. Законы поглощения электромагнитного излучения. Молярный коэффициент поглощения. Оптическая плотность. Способы определения концентраций веществ. Фотоэлектроколориметры и спектрофотометры.
20. Флюорометрические методы анализа. Различные виды люминесценции. Основные закономерности молекулярной фотолюминесценции. Практическое применение метода.
21. Методы меченых атомов. Радиоактивные изотопы, используемые в биологии. Измерение радиоактивности. Авторадиография. Введение радиоактивной метки в биологические препараты in vivo и in vitro. Радиоиммуноанализ.
22. Оптимизация методов выделения и очистки биологических макромолекул и соблюдение рекомендаций Оптимизация методов выделения и очистки биологических макромолекул и соблюдение рекомендаций.
Темы курсовых работ
1. Очистка ФМСФ-КП методом гель-фильтрации.
2. Очистка ФМСФ-КП методом ионно-обменной хроматографии.
3. Очистка ФМСФ-КП методом афинной хроматографии.
4. Современные биохимические анализаторы: обзор.
5. Ферментный электрод.
6. Время-пролетная масс-спектрометрия.
7. Жидкостная хроматография высокого давления.
8. Полимеразная цепная реакция.
9. Твердофазные ферментные реакции.
10. Множественные квадрупли в масс-спектрометрии: преимущества и недостатки.
11. Методы определения кинетико-термодинамических свойств ферментов.
12. Методы изучения мембранных компонентов.
13. Дифференциальное центрифугирование: способы и современное приборное обеспечение.
14. Использование радиоактивных меток в анализе.
Сведения о переутверждении программы на очередной учебный год и регистрации изменений
Учебный год | Решение кафедры | Внесенные изменения | Номера листов (страниц) |
заменен-ных | новых | аннули-рованных | |
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой _____________ _ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ |
Учебная программа составлена на основании ГОС ВПО 2000 г. для специальности 020208 – «Биохимия»
Программу составил:
1. Соловьев В.Б., канд. биол. наук, доцент _________________________
(подпись)
Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы.
Программа одобрена на заседании кафедры биохимии
Протокол № от «___» _____________ 200 года
Зав. кафедрой биохимии
д.б.н., профессор Генгин М.Т. __________________________________
(подпись)
Программа одобрена учебно-методическим советом Естественно-географического факультета
«_____» _____________ 2007 года
Председатель учебно-методического совета
Естественно-географического факультета,
к.т.н., доцент ___________________________ О.В. Зорькина
(подпись)
Программа одобрена учебно-методическим управлением университета
«_____» _____________ 2007 года
Начальник учебно-методического
управления университета ___________________ Г.Н. Шалаева
(подпись)
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
Изменение | Номера листов (стр.) | Всего листов в док. | Номера распорядит. документа | Подпись | Дата | Срок введения изменений |
замен. | новых | аннул. |
www.ronl.ru
8. Экспериментальный период:
собаки — гемофилия
кролики — ахондроплазия
Доминантные признаки: темные волосы, римский нос… (см. таблицу).
Доминантные болезни:
Полидаксопилия, брахидактиалия, синедактилия
близорукость, ахондраплазия
Рецессивные болезни: альбинизм, дальтонизм, гемофилия
Микроцефпалия, аненцефалия
Шизофрения, фенилкетонурия
Причины увеличения частоты наследственных форм патологий.
1. Ликвидация и уменьшение частоты ряда инфекционные и алиментарных заболеваний.
2. Увеличение средней продолжительности жизни человека.
3. Рост числа и разнообразия мутагенных факторов в окружающей среде.
4. Совершенствование методов диагностики наследственных форм патологий.
Основная причина наследственных заболеваний — мутация.
Мутация — внезапное скачкообразное стойкое изменение наследственности.
Мутагены:
1. Физические:
ионизирующая радиация
R-излучение
ИФ-излучение
2. Химические:
фенол, ксилол, пестициды, лекарственные средства.
3. Биохимические:
вирусы (краснухи, оспы)
Мутагены:
1. Истинные.
2. Косвенные — сами по себе не мутагены, но в организме превращаются в сильные мутагены (нитраты — нитриты).
Классификация мутаций:
I. 1. Спонтанные
2. Индуцированные.
II. 1. Неспецифические
2. Специфические (Дубинин, Довиденкова, Бочков)
III. 1. Соматические
2. Половые
IV. 1. Генные
2. Хромосомные аберрации:
— делеция — нехватка участка хромосомы (синдром кошачьего крика при
— дупликация
— инверсия
— транслокация — отрыв участка хромосомы и перенос его к другому участку той же хромосомы или к другой хромосоме.
3. Геномные мутации — изменение числа хромосом.
Хромосомные болезни:
— формы патологии, клинически выражающиеся множественными врожденными пороками развития, генетическая основа — изменение числа хромосом или нарушение строения хромосомы.
фенотипически:
— Нарушение раннего эмбрионального развития.
Полные хромосомные болезни — изменение хромосомного набора в гамете.
Мозаичные хромосомные болезни — изменение хромосомного набора в зиготе (часть клеток имеет нормальный набор хромосом).
Моноплоидия — несовместима с жизнью на ранних этапах развития.
Недостаток генетического материала вызывает более выраженные дефекты, чем избыток.
Нарушения крупных и средних хромосом — несовместимы с жизнью.
Чаще встречаются:
Трисомии:
— 1. По 21-й хромосоме — болезнь Дауна
нарушение лицевого черепа и мозга
сердце, ЖКТ, легкие, мозг, аномалии кистей, ног. Частота: 1 ребенок на 500 (800) новорожденных.
— 2. По 13-й хромосоме — синдром Патау.
нарушение мозгового и пищевого черепа
полидактилия, брахидактилия
незавершенный поворот кишечника
незаращение перегородки сердца
Частота: 1 ребенок на 5-7 тыс. новорожденных.
— 3. По 18-й хромосоме — синдром Эдвардс.
Частота: 1 на 7 тыс. новорожденных.
дефекты сердца, кишечника, конечностей.
— 4. YXX — набор половых хромосом. Синдром Кляйнфельтера. Обнаруживается половой хроматин.
Частота: 1 на 800 (1000) новорожденных мальчиков.
— 5. YYX — повышена агрессивность.
— 6. Трисомия Х — женский организм, первичная аменорея
2 половых хроматина
Моногенные заболевания:
1. Сахарный диабет
2. Галактоземия
3. Пентозурия, фруктозурия
4. Нарушение аминокислотного обмена:
а) фенилкетонурия (умственная неполноценность, исключение из пищи фенилаланина)
б) алкатонурия — недостаток оксидазы гомогентизиновой кислоты; тяжелые артриты (деформация, отек суставов).
в) гепатоцеребральная дистрофия — недостаток церулоплазмина; медь — в печени, радужке, мозге; выведение избытка меди.
5. Микросферацитоз.
6. Талассемия.
7. Серповидноклеточная анемия.
Возможные нарушения:
1. Выпадения нормальной наследственной информации (синдром кошачьего крика).
2. Увеличение нормальной наследственной информации (трисомии).
3. Замена нормальной наследственной информации на патологическую (фенилкетонурия и др.).
4. Стойкие нарушения регуляции генной активности.
5. Нарушение репарации поврежденной ДНК (пигментная ксеродерма — повышенная чувствительность к УФО, гиперкератоз; нарушение выработки фермента экзонуклеазы (вырезание димеров).
Фенокопии — изменения признаков организма под влиянием факторов внешней Среды в период эмбрионального развития, по основным проявлениям, сходные с наследственной патологией.
Причины фенокопий:
1. Кислородное голодание плода.
2 Болезнь матери при беременности.
3. Психическая травма у беременной.
4. Эндокринные заболевания у беременной.
5. Питание беременной (недостатки С, В, Р, РР вит., Со, Са, Fe).
6. Лекарственные препараты при беременности (антибиотики, сульфаниламиды).
Профилактика наследственной патологии:
1. Борьба с загрязнением.
2. Грамотный анализ родословных.
3. Избегание близкородственных браков.
1) 1. Технологический подход — замкнутый цикл на производстве.
2. Компонентный подход — изыскание мутагенных компонентов на производстве и их исключение
3. Компенсационный подход — повышение устойчивости генетического аппарата.
www.ronl.ru
8. Экспериментальный период:
собаки — гемофилия
кролики — ахондроплазия
Доминантные признаки: темные волосы, римский нос… (см. таблицу).
Доминантные болезни:
Полидаксопилия, брахидактиалия, синедактилия
близорукость, ахондраплазия
Рецессивные болезни: альбинизм, дальтонизм, гемофилия
Микроцефпалия, аненцефалия
Шизофрения, фенилкетонурия
Причины увеличения частоты наследственных форм патологий.
1. Ликвидация и уменьшение частоты ряда инфекционные и алиментарных заболеваний.
2. Увеличение средней продолжительности жизни человека.
3. Рост числа и разнообразия мутагенных факторов в окружающей среде.
4. Совершенствование методов диагностики наследственных форм патологий.
Основная причина наследственных заболеваний — мутация.
Мутация — внезапное скачкообразное стойкое изменение наследственности.
Мутагены:
1. Физические:
ионизирующая радиация
R-излучение
ИФ-излучение
2. Химические:
фенол, ксилол, пестициды, лекарственные средства.
3. Биохимические:
вирусы (краснухи, оспы)
Мутагены:
1. Истинные.
2. Косвенные — сами по себе не мутагены, но в организме превращаются в сильные мутагены (нитраты — нитриты).
Классификация мутаций:
I. 1. Спонтанные
2. Индуцированные.
II. 1. Неспецифические
2. Специфические (Дубинин, Довиденкова, Бочков)
III. 1. Соматические
2. Половые
IV. 1. Генные
2. Хромосомные аберрации:
— делеция — нехватка участка хромосомы (синдром кошачьего крика при
— дупликация
— инверсия
— транслокация — отрыв участка хромосомы и перенос его к другому участку той же хромосомы или к другой хромосоме.
3. Геномные мутации — изменение числа хромосом.
Хромосомные болезни:
— формы патологии, клинически выражающиеся множественными врожденными пороками развития, генетическая основа — изменение числа хромосом или нарушение строения хромосомы.
фенотипически:
— Нарушение раннего эмбрионального развития.
Полные хромосомные болезни — изменение хромосомного набора в гамете.
Мозаичные хромосомные болезни — изменение хромосомного набора в зиготе (часть клеток имеет нормальный набор хромосом).
Моноплоидия — несовместима с жизнью на ранних этапах развития.
Недостаток генетического материала вызывает более выраженные дефекты, чем избыток.
Нарушения крупных и средних хромосом — несовместимы с жизнью.
Чаще встречаются:
Трисомии:
— 1. По 21-й хромосоме — болезнь Дауна
нарушение лицевого черепа и мозга
сердце, ЖКТ, легкие, мозг, аномалии кистей, ног. Частота: 1 ребенок на 500 (800) новорожденных.
— 2. По 13-й хромосоме — синдром Патау.
нарушение мозгового и пищевого черепа
полидактилия, брахидактилия
незавершенный поворот кишечника
незаращение перегородки сердца
Частота: 1 ребенок на 5-7 тыс. новорожденных.
— 3. По 18-й хромосоме — синдром Эдвардс.
Частота: 1 на 7 тыс. новорожденных.
дефекты сердца, кишечника, конечностей.
— 4. YXX — набор половых хромосом. Синдром Кляйнфельтера. Обнаруживается половой хроматин.
Частота: 1 на 800 (1000) новорожденных мальчиков.
— 5. YYX — повышена агрессивность.
— 6. Трисомия Х — женский организм, первичная аменорея
2 половых хроматина
Моногенные заболевания:
1. Сахарный диабет
2. Галактоземия
3. Пентозурия, фруктозурия
4. Нарушение аминокислотного обмена:
а) фенилкетонурия (умственная неполноценность, исключение из пищи фенилаланина)
б) алкатонурия — недостаток оксидазы гомогентизиновой кислоты; тяжелые артриты (деформация, отек суставов).
в) гепатоцеребральная дистрофия — недостаток церулоплазмина; медь — в печени, радужке, мозге; выведение избытка меди.
5. Микросферацитоз.
6. Талассемия.
7. Серповидноклеточная анемия.
Возможные нарушения:
1. Выпадения нормальной наследственной информации (синдром кошачьего крика).
2. Увеличение нормальной наследственной информации (трисомии).
3. Замена нормальной наследственной информации на патологическую (фенилкетонурия и др.).
4. Стойкие нарушения регуляции генной активности.
5. Нарушение репарации поврежденной ДНК (пигментная ксеродерма — повышенная чувствительность к УФО, гиперкератоз; нарушение выработки фермента экзонуклеазы (вырезание димеров).
Фенокопии — изменения признаков организма под влиянием факторов внешней Среды в период эмбрионального развития, по основным проявлениям, сходные с наследственной патологией.
Причины фенокопий:
1. Кислородное голодание плода.
2 Болезнь матери при беременности.
3. Психическая травма у беременной.
4. Эндокринные заболевания у беременной.
5. Питание беременной (недостатки С, В, Р, РР вит., Со, Са, Fe).
6. Лекарственные препараты при беременности (антибиотики, сульфаниламиды).
Профилактика наследственной патологии:
1. Борьба с загрязнением.
2. Грамотный анализ родословных.
3. Избегание близкородственных браков.
1) 1. Технологический подход — замкнутый цикл на производстве.
2. Компонентный подход — изыскание мутагенных компонентов на производстве и их исключение
3. Компенсационный подход — повышение устойчивости генетического аппарата.
www.ronl.ru
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Г. БЕЛИНСКОГО
Принято на заседании Ученого совета естественно-географического факультета протокол заседания совета факультета № ___от «___» _________2007 г. Декан факультета _____________Н.А. Кагина | УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе _________________М.А. Пятин «___» _________2007 г. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Методы биохимических исследований
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 020208–«Биохимия»
Факультет естественно-географический
КАФЕДРА биохимии
Пенза – 2007
1. Квалификационные требования
Квалификация выпускника – биохимик.
Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки биохимика по специальности 020208 Биохимия при очной форме обучения 5 лет.
Квалификационная характеристика выпускника
Специалист-биохимик осуществляет деятельность по изучению строения и свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и его регуляции. Разрабатывает нормативные документы в своей области деятельности, организует и выполняет экспедиционные работы и лабораторные исследования; анализирует получаемую полевую и лабораторную информацию, обобщает и систематизирует результаты выполненных работ, используя современную вычислительную технику; составляет научно-технические отчеты и другую установленную документацию; следит за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов в области своей деятельности. Проводит экспериментальные исследования в своей области, формулирует их задачу, участвует в разработке и осуществлении новых методических подходов, обсуждении, оценке и публикации результатов, проводит патентную работу, участвует в работе семинаров и конференций, составлении патентных заявок.
В производственных и медицинских организациях проводит биохимическую аналитическую работу, участвует в диагностике и экспертизе, сертификации продуктов производства.
Исходя из своих квалификационных возможностей, специалист-биохимик подготовлен к самостоятельной работе на должностях биохимика, врача-лаборанта, биолога, лаборанта-исследователя, инженера-исследователя, научного сотрудника в научно-исследовательских и научно-производственных учреждениях, и других должностях, в соответствии с требованиями Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих, утвержденных постановлением Минтруда РФ от 21.08.98 № 37.
Специалист-биохимик подготовлен к педагогической деятельности на должности преподавателя в средней школе и учреждениях профессионального образования при условии освоения дополнительной образовательной программы психолого-педагогического профиля.
Область профессиональной деятельности
Исследование строения и физико-химических свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и молекулярных механизмов его регуляции.
Объекты профессиональной деятельности
Вирусы и микроорганизмы, клеточные органеллы и одиночные клетки, многоклеточные организмы (растения и животные).
Виды профессиональной деятельности
· Проведение научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор и подготовка научных материалов, квалифицированная постановка экспериментов, обработка результатов клинических анализов и экспериментальных исследований.
· Научно-производственная и организационная деятельность;
· Педагогическая деятельность (при условии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля) преподавание в средней и высшей школе, осуществление просветительской деятельности.
· Иные виды деятельности, позволяющие использовать базовую биологическую подготовку и подготовку по специальности 020208 – Биохимия.
2. Требования ГОС по дисциплине
Методы препаративной химии и биохимии; методы выделения органелл; разные виды хроматографии, в том числе аффинная хроматография; разные виды электрофореза, в том числе иммунный электрофорез; методы дифференциального центрифугирования, спектральные методы; методы меченых атомов; методы химической модификации белков и мембран; программирование и др.
3 . Цели и задачи дисциплины
Курс «методы биохимических исследований» должен ознакомить студентов с основными методами исследований, используемых в биохимии.
Целью курса является подготовка высококвалифицированных биохимиков, способных выполнять исследования, самостоятельно планировать ход работы и подбирать необходимые методы для решения конкретных задач.
«Методы биохимических исследований» – это лекционный курс.
В курсе «методы биохимических исследований» изучаются теоретические основы биохимических методов исследований, основные методологические и методические приемы, необходимые для успешного применения этих методов. Особое внимание в курсе отводится современным хроматографическим и электрофоретическим методам исследований, видам современного лабораторного оборудования и приемам работы с ним.
Успешное освоение курса «методы биохимических исследований» подготовит студентов к проведению научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии.
4. Место дисциплины в профессиональной подготовке студентов
Дисциплина методы биохимических исследований относится к специальным дисциплинам и дисциплинам специализации федерального компонента.
Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины по учебному плану
Форма учебной работы | Форма обучения | |
Очная | ||
По семестрам | ||
7 | 8 | |
Общая трудоёмкость, всего часов | 36 | 44 |
Аудиторные занятия (АЗ) | 17 | 22 |
Лекции (Л) | 17 | 22 |
Практические занятия (ПЗ) | ||
Семинары (С) | ||
Лабораторные занятия (ЛЗ) | ||
Другие виды аудиторных занятий | ||
Самостоятельная работа (СР) | 19 | 22 |
Контрольная работа | ||
Компьютерное тестирование | ||
Курсовая работа | + | |
Форма итогового контроля (зачет, экзамен) | экзамен |
Тематические планы для очной формы обучения на 7 семестр
№ п/п | Темы | Кол-во часов | |
Лекций | Самост. | ||
1. | Оборудование биохимической лаборатории. Общие принципы биохимического исследования. | 2 | 2 |
2. | Разрушение клеток и экстракция. Центрифугирование. | 2 | 2 |
3. | Разделение белков путем осаждения. Осаждение нуклеиновых кислот. | 3 | 3 |
4. | Буферные растворы и специальные добавки. Ультрафильтрация. Диализ. Детергенты и их применение. | 2 | 2 |
5. | Общие принципы хроматографии, классификация хроматографических методов. | 2 | 2 |
6. | Материалы матриц сорбентов и обменников. Техника колоночной хроматографии. | 2 | 2 |
7. | Адсорбционная и распределительная хроматографии. | 2 | 2 |
8. | Тонкослойная хроматография. | 1 | 2 |
9. | Ионообменная хроматография. | 1 | 2 |
Итого: | 17 | 19 |
На 8 семестр
№ п/п | Темы | Кол-во часов | |
Лекций | Самост. | ||
1. | Ионообменная ЖХВД белков. Хроматофокусирование. | 1 | 1 |
2. | Аффинная хроматография. | 2 | 2 |
3. | Гель-фильтрация. | 3 | 3 |
4. | Теоретические и методические основы электрофореза. | 3 | 3 |
5. | Изоэлектрическое фокусирование и изотахофорез. | 2 | 2 |
6. | Обнаружение, количественное определение и характеристика макромолекул после электрофореза. | 2 | 2 |
7. | Принцип иммунного электрофореза. Иммунофиксация. | 1 | 1 |
8. | Электросинерез. Электроиммуноанализ. Перекрестный иммуноэлектрофорез. | 1 | 1 |
9. | Методы меченых атомов. | 2 | 2 |
10. | Спектрофотометрические методы анализа. | 2 | 2 |
11. | Флюориметрические методы анализа. | 1 | 1 |
12. | Иммуноферментный анализ | 1 | 1 |
13. | Радиометрический анализ. Масс-спектроскопия. | 1 | 1 |
Итого: | 22 | 22 |
Содержание дисциплины
1. Введение
История развития методов биохимических исследований. Роль методического обеспечения в развитии биохимии. Классификация методов исследования в биохимии. Применение биохимических методов в медицине, биотехнологии, экологии и др. отраслях
2. Методы препаративной химии и биохимии
Особенности биологических макромолекул как объектов исследования: высокая молекулярная масса, денатурация, полиэлектролитная природа, низкая скорость диффузии.
Оборудование биохимической лаборатории, специальные материалы и реактивы. Отделение осадков и нерастворимых веществ. Центрифугирование. Ультрафильтрация. Некоторые приемы, используемые при работе с белковыми растворами. Диализ.
Разделение белков путем осаждения. Общие положения. Растворимость белков при низкой концентрации солей. Высаливание при высокой концентрации соли. Осаждение белков органическими растворителями. Осаждение белков органическими полимерами и другими веществами. Осаждение вследствие избирательной денатурации. Осаждение нуклеиновых кислот. Кристаллизация белков.
3. Методы выделения органелл
Приготовление экстракта. Исходный материал. Особенности различных видов живых организмов в качестве исходного материала биохимических исследований. Свежесть сырья и его хранение.
Разрушение клеток и экстракция. Способы разрушения клеток. Растворы, используемые для экстракции. Буферные растворы и специальные добавки. Оптимизация и осветление экстракта. Особенности приготовления экстрактов растительных тканей и микроорганизмов.
Методы, используемые при очистке белков, ассоциированных с частицами. Детергенты и их применение.
4. Методы дифференциального центрифугирования
Центрифуга, ее устройство. Силы, действующие на частицу в роторе центрифуги. Скорость осаждения частиц. Константа седиментации. Раздельное осаждение частиц. Дифференциальное центрифугирование. Центрифугирование в градиенте плотности. Методы получения ступенчатых и непрерывных градиентов плотности.
5. Хроматография
5.1. Классификация и элементы теории хроматографии
Классификация хроматографических методов. Классификация по принципу фракционирования. Классификация по способу элюции. Классификация по расположению неподвижной фазы.
Элементы теории хроматографической элюции. Хроматографический процесс. Хроматографическая зона. Концепция теоретических тарелок. Кинетическая теория хроматографии. Разрешение близко мигрирующих зон. Оптимизация условий фракционирования. Градиентная элюция. Хроматография макромолекул.
5.2. Материалы матриц сорбентов и обменников
Целлюлоза. Гели на основе декстрана (сефадексы). Агароза. Полиакриламидный гель. Сефакрилы. Ультрогели. Полистирольные смолы. Полиамидные смолы. Кизельгур (целит, диатомовая земля). Силикагель. Окись алюминия. Пористое стекло. Оксиапатит.
5.3. Техника колоночной хроматографии
Хроматография при низком давлении. Хроматографические колонки. Резервуары для элюента. Смесители. Внесение препарата в колонку. Перистальтические насосы. Детекторы. Коллекторы фракций. Вспомогательное оборудование.
Хроматография при высоком давлении. Колонки. Внесение препарата. Задание градиента элюции. Детекторы.
Хроматография при умеренном давлении.
5.4. Гель-фильтрация
Общая характеристика метода. Принцип метода. Коэффициенты распределения. График селективности. Эффективность фракционирования.
Характеристика продажных матриц.
Методические особенности гель-фильтрации при низком давлении. Подготовка матрицы. Набивка колонки. Проверка качества набивки. Определение V 0. Внесение препарата. Поддержание рабочего режима. Регенерация колонки.
Выбор параметров хроматографического процесса. Выбор матрицы. Размеры колонки. Выбор элюента. Скорость элюции. Оптимизация условий эксперимента.
Области применения. Очистка и фракционирование макромолекул. Определение молекулярной массы белка. Обессоливание и смена буфера.
Гель-фильтрация при высоком давлении. Гель-фильтрация в тонком слое.
5.5. Распределительная хроматография
Принцип метода. Нормальнофазовая распределительная хроматография. Распределительная хроматография в обращенных фазах.
Обратнофазовая гидрофобная хроматография при низком давлении. Немодифицированная сефароза. Элюция снижающимся градиентом концентрации соли. Гидрофобизированные гели агарозы.
Распределительная хроматография при высоком давлении.
5.6. Адсорбционная хроматография
Принцип метода. Сорбенты. Приготовление оксиапатита. Сорбционные свойства оксиапатита. Сорбция белков. Сорбция нуклеиновых кислот. Некоторые особенности хроматографии на оксиапатите. Фракционирование и очистка белков. Фракционирование и очистка нуклеиновых кислот. Разделение двунитевой и однонитевой ДНК. Очистка гибридов ДНК-РНК.
5.7 Ионообменная хроматография
Принцип метода. Компоненты хроматографической системы. Ионообменники. Элюент. Хроматографируемые вещества. Хроматографический процесс. Ионные взаимодействия вещества и сорбента. Управление силой ионного взаимодействия. Неионные взаимодействия вещества и сорбента.
Характеристики продажных ионообменников.
Подготовка обменников к набивке в колонку. Преформирование и промывка. Перевод в нужную ионную форму. Опасность поглощения СО2 .
Применение статической ионообменной хроматографии. Нейтрализация щелочи или кислоты без образования соли. Замена ионов. Обессоливание растворов. Удаление некоторых органических примесей. Концентрирование препаратов. Разделение компонентов смеси, сильно различающихся сродству к обменнику.
Выбор условий динамической ионообменной хроматографии. Выбор ионообменника. Выбор типа элюции. Выбор рН буфера для элюции. Выбор концентрации соли. Сохранение нативности препарата. Выбор объема элюента. Выбор размеров колонки. Выбор скорости элюции. Сбор и обработка фракций. Регенерация ионообменника.
Применение динамической ионообменной хроматографии.
Ионообменная ЖХВД белков.
Хроматофокусирование. Принцип метода. Колонки для хроматофокусирования. Фракционирование белков.
5.8. Аффинная хроматография
Принцип метода. Компоненты аффинного сорбента. Матрицы. Активация матриц. Спейсеры. Активированные спенсеры. Лиганды с индивидуальной специфичностью. Лиганды с групповой специфичностью. Посадка лигандов на активированные матрицы. Посадка лигандов на спейсеры с помощью конденсирующих агентов. Характер закрепления лиганда на матрице. Иммобилизация нуклеиновых кислот в качестве лигандов. Сорбенты для ковалентной хроматографии.
Выбор условий хроматографии. Выбор сорбента и характера хроматографического процесса. Выбор концентрации лиганда. Загрузка сорбента. Выбор буфера для посадки вещества. Выбор элюента и метода элюции. Биоспецифическая элюция. Проведение эксперимента. Электрофоретическая элюция. Аффинная элюция с ионообменника.
Применение аффинной хроматографии.
Аффинная ЖХВД. Аффинный электрофорез
5.9. Тонкослойная хроматография
Особенности метода. Техника ТСХ. Приготовление пластинок. Нанесение препаратов. «Проявление» пластинок (хроматографическая элюция). Обнаружение пятен или полос. Элюция вещества с пластинки.
Применение ТСХ.
6. Электрофорез
6.1. Теоретические и методические основы электрофореза
Принципы электрофореза. Электрофорез с подвижной границей. Зональный электрофорез без поддерживающей среды. Непрерывный электрофорез в тонком слое жидкости (проточный электрофорез в свободной среде). Зональный электрофорез в градиенте плотности.
Зональный электрофорез в поддерживающей среде с капиллярной структурой. Электрофорез на фильтровальной бумаге. Электрофорез на ацетате целлюлозы.
Электрофорез в колонках и блоках гранулированной поддерживающей среды.
Электрофорез в агаровом и агарозном гелях. Теория электрофореза в агаровом (агарозном) геле. Аналитический электрофорез в агаровом (агарозном) геле. Препаративный электрофорез в агаровом и агарозном гелях.
Электрофорез в крахмальных гелях.
Электрофорез в полиакриламидном геле. Теория электрофореза в полиакриламидном геле. Физико-химические свойства составных частей геля. Аналитический электрофорез в полиакриламидных гелях. Препаративный электрофорез в полиакриламидном геле
6.2. Изоэлектрическое фокусирование и изотахофорез
Изоэлектрическое фокусирование. Принцип метода. Формирование градиентов рН. Методические приемы изоэлектрического фокусирования. Трудности, связанные с разделением белков методом ИЭФ. Аналитическое и препаративное изоэлектрическое фокусирование
Изотахофорез
6.3. Обнаружение, количественное определение и характеристика макромолекул после электрофореза
Выявление макромолекул по поглощению ультрафиолетового света и флуоресценции. Выявление разделенных при электрофорезе компонентов путем их окрашивания. Сканирование окрашенных электрофореграмм. Фотографирование электрофореграмм. Высушивание полиакриламидных гелей. Разрезание полиакриламидных гелей. Выявление радиоактивности после электрофореза.
6.4. Электрофорез белков
Поведение белков при электрофорезе. Разделение белков в соответствии с размерами молекул: определение их молекулярной массы. Двухмерный электрофорез.
Окрашивание белков на электрофореграммах. Обнаружение белков по их ферментативной активности.
6.5. Электрофорез нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов
Электрофоретические методы разделения нуклеиновых кислот и полинуклеотидов. Электрофорез нуклеиновых кислот в агаровом и агарозном гелях. Электрофорез нуклеиновых кислот в полиакриламидных гелях. Электрофорез нуклеиновых кислот в полиакриламидно-агарозных гелях. Особые проблемы, возникающие при электрофоретическом разделении нуклеиновых кислот. Изоэлектрофокусирование нуклеиновых кислот. Обнаружение нуклеиновых кислот после электрофореза. Препаративный электрофорез нуклеиновых кислот в геле. Микрометоды электрофоретического разделения нуклеиновых кислот. Определение молекулярной массы полинуклеотидов. Электрофорез нуклеопротеидных частиц.
7. Иммунный электрофорез
Принцип метода. Реакции антиген-антитело. Иммуноэлектрофорез в агаровых или агарозных гелях. Диффузия и преципитация в геле.
Иммунофиксация. Принцип метода. Оценка метода. Область применения.
Электросинерез (встречный электрофорез, электроиммуноосмофорез). Принцип метода. Оценка метода. Область применения.
Электроиммуноанализ (электроиммунодиффузия, ракетный иммуноэлектрофорез). Принцип метода. Количественное определение антигенов. Модификации метода. Область применения. Оценка метода.
Перекрестный иммуноэлектрофорез (перекрестный электрофорез в системе — антиген-антитело). Принцип метода. Оценка метода. Область применения.
Способы усиления преципитации при электроиммуноанализе и перекрестном иммуноэлектрофорезе
8. Спектральные методы
Спектр электромагнитного излучения, его основные характеристики и способы их выражения (длина волны, частота, волновое число, поток излучения, интенсивность). Ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная области спектра. Классификация спектроскопических методов.
Спектрофотометрический метод анализа. Сущность метода. Законы поглощения электромагнитного излучения и способы их выражения. Закон Бугера-Ламберта-Бера, его математическое выражение. Величины, характеризующие поглощение. Молярный коэффициент поглощения. Оптическая плотность. Оптимальный интервал измеряемых значений оптической плотности (кривая ошибок). Критерии соблюдения законов поглощения и оценка чувствительности фотометрической реакции. Построение калибровочного графика. Способы определения концентраций веществ. Дифференциальный метод. Спектрофотометрическое титрование. Использование спектрофотометрии в хроматографии. Фотоэлектроколориметры и спектрофотометры. Применение колориметрии и спектрофотометрии.
Флюориметрические методы анализа. Различные виды люминесценции и их классификация. Основные закономерности молекулярной фотолюминесценции. Независимость спектров люминесценции от длины волны возбуждающего света. Тушение люминесценции: температурное, концентрационное, тушение посторонними примесями. Практическое применение метода. Хемилюминисцентный анализ.
9. Методы меченых атомов
Радиоактивные изотопы, используемые в биологии. Измерение радиоактивности. Авторадиография: принцип метода, техника проведения авторадиографии, преимущества и недостатки. Сцинтилляционные счетчики излучения: принцип действия, сцинтилляторы. Счет радиоактивности на фильтрах. Введение радиоактивной метки в биологические препараты in vivo и in vitro. Радиоиммуноанализ.
10. Методы химической модификации белков и мембран
Сшивание белковых субъединиц и мембран бифункциональными агентами. Диссоциация и сборка. Фрагментация полипептидов химическими методами. Фрагментация полипептидной цепи ферментативными методами. Модификация дисульфидных связей и SH-групп. Методы химической модификация функциональных групп в белках и биомембранах.
11. Иммуноферментный анализ
Принцип иммунного анализа. Получение антител с требуемой специфичностью. Пришивание фермента к антителам. Варианты методик ИФА. Современная аппаратура.
12. Масс-спектрометрический анализ
Принцип метода. Возможности качественного и количественного анализа. Требования к исследуемым образцам. Современная аппаратура.
13. Биохимические анализаторы
Использование проточных замкнутых систем в анализе.
14. Оптимизация методов выделения и очистки биологических макромолекул и соблюдение рекомендаций
Быстрота и разрешение: временной фактор. Возможные последовательности процессов фракционирования. Стабилизация макромолекул в процессе выделения и очистки. Хранение препаратов макромолекул. Замораживание и оттаивание.
Увеличение и уменьшение масштабов операций. Воспроизведение опубликованной методики. Программирование.
Список основной литературы
1. Аффинная хроматография: Методы. Под ред. П.Дин, У.Джонсона, Ф.Мидл. М.: Мир, 1988.
2. Гекселер К., Экштайн Э. Аналитические и препаративные лабораторные методы. М.: Химия, 1994.
3. Гааль, Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. Электрофорез в разделении биологических макромолекул. М.: Мир, 1982.
4. Дарбре А. Практическая химия белка. М.: Мир, 1989.
5. Остерман Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. М.: Наука, 1985.
6. Остерман Л.А. Исследование биологических макромолекул электрофокусированием, иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами. М.: Наука, 1983.
7. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: электрофорез и центрифугирование. М.: Наука, 1981.
8. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. М.: МЦНМО, 2002.
9. Практикум по биохимии. Под редакцией С.Е.Северина и Г.А.Соловьёвой. М.: Издательство МГУ, 1989.
Список дополнительной литературы
1. Ригетти П. Изоэлектрическое фокусирование. М.: Мир, 1985.
2. Скоупс Р. Методы очистки белков. М.: Мир, 1985.
3. Стыскин Е.Л., Ициксон Л.Б., Брауде Е.В. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: Химия, 1986.
Требования к уровню освоения программы
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
знать основные методы и методические приемы, использующиеся в современных исследованиях а области биохимии и молекулярной биологии.
уметь применять приемы работы с биологическим материалом.
владеть приемами и навыками работы с современным биохимическим оборудованием.
Перечень вопросов к экзамену
1. Общие принципы биохимического исследования. Биохимические исследования на различных уровнях организации живой материи.
2. Центрифуга, ее устройство. Скорость осаждения частиц. Константа седиментации. Дифференциальное центрифугирование. Центрифугирование в градиенте плотности. Методы получения ступенчатых и непрерывных градиентов плотности.
3. Разделение белков путем осаждения. Растворимость белков при низкой концентрации солей. Высаливание при высокой концентрации соли.
4. Осаждение белков органическими растворителями. Осаждение белков органическими полимерами и другими веществами. Осаждение вследствие избирательной денатурации. Осаждение нуклеиновых кислот.
5. Особенности различных видов живых организмов в качестве исходного материала биохимических исследований. Разрушение клеток и экстракция. Способы разрушения клеток.
6. Растворы, используемые для экстракции. Буферные растворы и специальные добавки.
7. Классификация хроматографических методов. Классификация по принципу фракционирования. Классификация по способу элюции. Классификация по расположению неподвижной фазы.
8. Элементы теории хроматографической элюции. Хроматографический процесс. Хроматографическая зона. Концепция теоретических тарелок. Кинетическая теория хроматографии. Разрешение близко мигрирующих зон. Оптимизация условий фракционирования. Градиентная элюция. Хроматография макромолекул.
9. Техника колоночной хроматографии. Хроматографические колонки. Резервуары для элюента. Смесители. Внесение препарата в колонку. Перистальтические насосы. Детекторы. Коллекторы фракций. Вспомогательное оборудование.
10. Гель-фильтрация. Общая характеристика метода. Очистка и фракционирование макромолекул методом гель-фильтрации. Определение молекулярной массы. Области применения гель-фильтрации.
11. Распределительная хроматография. Нормальнофазовая и обратнофазовая распределительная хроматография. Методические особенности обратнофазовой гидрофобной хроматографии при низком давлении.
12. Адсорбционная хроматография. Сорбенты. Особенности хроматографии на оксиаппатите.
13. Тонкослойная хроматография. Приготовление пластинок. Нанесение препарата. «Проявление» пластинок (хроматографическая элюция). Обнаружение пятен или полос. Применение ТСХ.
14. Ионообменная хроматография. Ионообменники. Элюэнт. Ионные и неионные взаимодействия вещества и сорбента. Управление силой ионного взаимодействия.Применение статической ионообменной хроматографии. Выбор условий динамической ионообменной хроматографии. Способы элюции с ионообменника.
15. Аффинная хроматография. Применение. Матрицы, их активация. Спейсеры. Активированные спейсеры. Лиганды с групповой и индивидуальной специфичностью. Посадка лигандов.
16. Принцип электрофореза. Зональный электрофорез. Теория электрофореза в ПААГ. Разделение белков в присутствии ДСН.
17. Специфические электрофоретические методы: высоковольтный, проточный, двумерный электрофорез, диск-электрофорез. Изоэлектрическое фокусирование. Изотахофорез.
18. Иммунный электрофорез. Реакции антиген-антитело. Иммуноэлектрофорез в агаровых или агарозных гелях. Диффузия и преципитация в геле. Иммунофиксация. Ракетный иммуноэлектрофорез.
19. Спектрофотометрический метод анализа. Законы поглощения электромагнитного излучения. Молярный коэффициент поглощения. Оптическая плотность. Способы определения концентраций веществ. Фотоэлектроколориметры и спектрофотометры.
20. Флюорометрические методы анализа. Различные виды люминесценции. Основные закономерности молекулярной фотолюминесценции. Практическое применение метода.
21. Методы меченых атомов. Радиоактивные изотопы, используемые в биологии. Измерение радиоактивности. Авторадиография. Введение радиоактивной метки в биологические препараты in vivo и in vitro. Радиоиммуноанализ.
22. Оптимизация методов выделения и очистки биологических макромолекул и соблюдение рекомендаций Оптимизация методов выделения и очистки биологических макромолекул и соблюдение рекомендаций.
Темы курсовых работ
1. Очистка ФМСФ-КП методом гель-фильтрации.
2. Очистка ФМСФ-КП методом ионно-обменной хроматографии.
3. Очистка ФМСФ-КП методом афинной хроматографии.
4. Современные биохимические анализаторы: обзор.
5. Ферментный электрод.
6. Время-пролетная масс-спектрометрия.
7. Жидкостная хроматография высокого давления.
8. Полимеразная цепная реакция.
9. Твердофазные ферментные реакции.
10. Множественные квадрупли в масс-спектрометрии: преимущества и недостатки.
11. Методы определения кинетико-термодинамических свойств ферментов.
12. Методы изучения мембранных компонентов.
13. Дифференциальное центрифугирование: способы и современное приборное обеспечение.
14. Использование радиоактивных меток в анализе.
Сведения о переутверждении программы на очередной учебный год и регистрации изменений
Учебный год | Решение кафедры | Внесенные изменения | Номера листов (страниц) |
заменен-ных | новых | аннули-рованных | |
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой _____________ _ | ||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____»____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ |
Учебная программа составлена на основании ГОС ВПО 2000 г. для специальности 020208 – «Биохимия»
Программу составил:
1. Соловьев В.Б., канд. биол. наук, доцент _________________________
(подпись)
Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы.
Программа одобрена на заседании кафедры биохимии
Протокол № от «___» _____________ 200 года
Зав. кафедрой биохимии
д.б.н., профессор Генгин М.Т. __________________________________
(подпись)
Программа одобрена учебно-методическим советом Естественно-географического факультета
«_____» _____________ 2007 года
Председатель учебно-методического совета
Естественно-географического факультета,
к.т.н., доцент ___________________________ О.В. Зорькина
(подпись)
Программа одобрена учебно-методическим управлением университета
«_____» _____________ 2007 года
Начальник учебно-методического
управления университета ___________________ Г.Н. Шалаева
(подпись)
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
Изменение | Номера листов (стр.) | Всего листов в док. | Номера распорядит. документа | Подпись | Дата | Срок введения изменений |
замен. | новых | аннул. |
www.ronl.ru
