分子生物学操作中会涉及一系列仪器,使用不当导致实验失败、减少仪器使用寿命或损坏仪器。
因此在进行操作前细致地了解各种仪器的使用方法及注意事项,是使后继实验事半功倍的一个必要准备。冷冻离心机 低温分离技术是分子生物学研究中必不可少的手段。
基因片段的分离、酶蛋白的沉淀和回收以及其它生物样品的分离制备实验中,都离不开低温离心技术,因此低温冷冻离心机已成为分子生物学研究中必需的重要工具。使用方法:1.离心机应放置在水平坚固的地板或平台上,并力求使机器处于水平位置以免离心时造成机器震动。
2.打开电源开关,按要求装上所需的转头,将预先以托盘天平平衡好的样品放置于转头样品架上(离心筒须与样品同时平衡),关闭机盖。3.按功能选择键,设置各项要求:温度、速度、时间、加速度及减速度,带电脑控制的机器还需按储存键,以便记忆输入的各项信息。
4.按启动键,离心机将执行上述参数进行运作,到预定时间自动关机。5.待离心机完全停止转动后打开机盖,取出离心样品,用柔软干净的布擦净转头和机腔内壁,待离心机腔内温度与室温平衡后方可盖上机盖。
注意事项:1.机体应始终处于水平位置,外接电源系统的电压要匹配,并要求有良好的接地线。2.开机前应检查转头安装是否牢固,机腔有无异物掉入。
3.样品应预先平衡,使用离心筒离心时离心筒与样品应同时平衡。4.挥发性或腐蚀性液体离心时,应使用带盖的离心管,并确保液体不外漏,以免腐蚀机腔或造成事故。
5.擦拭离心机腔时动作要轻,以免损坏机腔内温度感应器。6.每次操作完毕应作好使用情况记录,并定期对机器各项性能进行检修。
7.离心过程中若发现异常现象,应立即关闭电源,报请有关技术人员检修。附:相对离心力与每分钟转速的换算 离心机的转速,在以前实验资料中一般以每分钟多少转来表示。
由于离心力不仅为转速函数,亦为离心半径的函数,即转速相同时,离心半径越长,产生的离心力越大。因此仅以转速表达离心力是不够科学的,近年来主张用相对离心力(RCF)来表示比较合理。
现在国际资料中,已改用相对离心力来表示。两者的互换公式如下:PCR扩增仪:目前各公司提供的PCR仪操作方法各有不同,按其操作说明进行操作。
值得提出的是,在使用一定时期后,样品孔的实际温度与仪器显示温度有时会有较大差异,应当请厂商的技术支持人员校对仪器的各项性能。数字式酸度计:一、准备工作1.仪器应平放在符合使用环境的工作台上,依视觉角度支起支架。
3.pH值的定位测量法:(一)二点定位法(高精度测量方法)(1) 连接好电极线路,将参比电极及活化满24h以上清洁的PH电极移入第一标准缓冲液pH1中(例pH1=4.00),待仪器响应稳定后,调节定位旋钮至仪器显示为“0.00”;(2) 将电级系统从第1种标准液中取出,用去离子水冲洗干净后以滤纸吸干电级表面水份,移入第2种标准液(例pH2=9.18)中,仪器响应稳定后,调节斜率旋钮,使仪器显示为(△pH=pH1-pH2=9.18-4.00=5.18)此后斜率旋钮不可再动,除非更换电极系统;(3) 斜率调节完成后,重新调节定位旋钮,使仪器显示第2种标准液的实际pH值(9.18),至此2点定位结束;(4) 将电极从第2种标准液中取出冲洗、吸干后移入待测溶液中,仪器响应稳定后显示的数值即为待测溶液的pH值。(二)一点定位法(粗略测量法)(1) 将温度补偿旋钮调至溶液温度值;(2) 向左将斜率补偿旋钮旋转至头;(3) 将电级系统移入标准液中(一点法仅用一种标准液,如pH=4.00时),调节定位旋钮使仪器显示“4.00”;(4) 取出电级冲洗吸干水分后移至待测溶液中,仪器响应稳定后显示的数值即为待测溶液的pH值。
三、温度的测量1.将功能选择拨至温度档。2.将温度探头插入插孔,并将温度探头置于环境条件或溶液中,仪器响应稳定后仪器显示值即为环境条件或溶液温度值。
四、注意事项1.认真做好仪器使用前准备工作。2.仪器通电后或测量过程中出现显示不稳或乱跳现象,应切断电源进行检查,如电压、预热时间及电极系统等是否正常。
3.使用不同电极应注意排除离子的干扰,选择好盐桥,必要时应使用离子强度固定剂。4.电极系统从第1种溶液取出移入第2种溶液之前,须用去离子水或双蒸水清洗干净,再用滤纸吸干表面水分,以免影响测定结果的准确性。
5. 仪器应存放于干燥、清洁无腐蚀的场所,每次测量结束后应关闭电源,退出电极及温度探头妥善保存。玻璃电极清洗后可浸于去离子水待用(注意水面不得低于玻璃球泡),甘汞电极清洁后套上橡皮帽置于配套盒中保存,当甘汞电极内充液泄漏或不饱和及盐桥中断时,应及时补充饱和内充液。
6.该类仪器均采用大规模集成电路,输入阻值较高,在对仪器内部进行任何零部件修理焊接时,应使用45W以下有良好地线的烙铁,无接地线烙铁应拨下电源插头焊接。分光光度计 不同物质对不同波长入射光的吸收程度各不相同,从而形成特征性的吸收光谱。
分光光度法不仅适应于可见光区,同时还可扩展至紫外光区及红外光区,因此给科研实验带来了极大方便。下面重点介绍分光光度计的使用及注意事项。
使用规。
目前,分子生物学飞速发展,分子生物学相关的理论和技术已深入到生命科学的各个领域,一些常用的技术,如基因组DNA的分离纯化,质粒DNA的抽提及纯化,RNA的提取,PCR扩增,Southern blot等成为分子生物学研究的强有力工具,为分子生物学的发展起了巨大的推动作用,然后,这些实验操作技术都涉及到氯仿、DEPC、同位素等有毒有害或具放射性的物质,对环境和人身安全也造成巨大的威胁。因此,弄清这些有害有毒物质的作用,加强实验室安全管理,建立良好的制度和处理,保证分子生物学实验室成为真正的科研阵地。
放射性物质的处理:放射性同位素技术具有灵敏、简便和廉价等优点,在分子生物学实验室应用普遍,但由于放射性同位素的辐射会给人体造成损伤,如果使用不当或操作不规范,会造成环境污染,甚至损伤人员。在进行同位素操作时一定要注意个人防护,包括使用隔离、专用衣帽手套及防护背心、挡板等。对放射性同位素的污染进行安全性教育,实行责任到人的做法,对放射性物质统一保管、集中存放、集中处理的做法。在定购同位素时,根据需要量进行订购。α-31p半衰期为14.5天,在southern blotting应用较广,是危害较大的放射性物质。DNA杂交时,在探针标记、洗膜等几个阶段都涉及同位素。对含α-31p固体废物,放入铁皮箱10个半衰期(约半年)后埋到指定的地点:对于含α-31p浓度较高的液体废物(如首次洗膜液),在厚实的朔料桶放置8个半衰期后倒入专用的下水道;含α-31p浓度较低的液体废物(如二、三次洗膜液),则直接倒入专用的下水道。
4.3常见的有毒物质的处理:溴化乙锭、Trizol、丙烯酰氨、DEPC、甲酰氨等毒性高、环境危害大的物质,分类收集后统一处理。
4.3.1 EB(Ethidiunl bromide,溴化乙锭):EB是一种强烈诱变剂并有中度毒性,应戴手套操作,对于含有EB的溶液也不应直接倒下水道,用后妥善净化处理:EB含量大干0.5μg/ml溶液先用水将EB浓度稀释至0.5μg/ml以下,每100ml溶液加入100mg活性碳。不时轻轻摇荡混匀,室温放置1小时,滤纸过滤将活性碳与滤纸密封在塑料袋中作为有害废物丢弃。或用专用一次性染料清除袋(Gene有限公司)吸附过夜,再焚烧袋子即可。EB接触物,如抹布、枪头等埋入地下。
4.3.2 Trizol:提取组织和细胞RNA的一种重要试剂,在提取RNA时一定要在通风进行。如皮肤接触Trizol,请立即用大量去垢剂和水冲洗,废液埋入地下。
4.3.3 DEPC(Diethylprocarbonate,二乙基焦碳酸酯):RNA酶的强抑制剂,一种潜在的致癌物质。操作时戴口罩。在通风橱中进行。沾到手上立即冲洗,废液通过废液道排泄。
4.3.4 CHCl3(ChIoroform,氯仿):常用于DNA和RNA提取,对皮肤、眼睛、黏膜和呼吸道有强烈的刺激作用和腐蚀性,易损害肝和肾。操作时戴手套在通风橱里进行,废液收集后埋入地下。
4.3.5 Acrylamide(丙烯酰胺):DNA测序、SSR及蛋白质分离等技术中作电泳支持物,具神经毒性,聚合后毒性消失。操作时戴手套在通风橱内进行,聚合后的聚丙烯酰胺凝胶没有毒性,可随普通垃圾一起扔掉,千万不要倒入下水道。
目前,分子生物学飞速发展,分子生物学相关的理论和技术已深入到生命科学的各个领域,一些常用的技术,如基因组DNA的分离纯化,质粒DNA的抽提及纯化,RNA的提取,PCR扩增,Southern blot等成为分子生物学研究的强有力工具,为分子生物学的发展起了巨大的推动作用,然后,这些实验操作技术都涉及到氯仿、DEPC、同位素等有毒有害或具放射性的物质,对环境和人身安全也造成巨大的威胁。
因此,弄清这些有害有毒物质的作用,加强实验室安全管理,建立良好的制度和处理,保证分子生物学实验室成为真正的科研阵地。放射性物质的处理:放射性同位素技术具有灵敏、简便和廉价等优点,在分子生物学实验室应用普遍,但由于放射性同位素的辐射会给人体造成损伤,如果使用不当或操作不规范,会造成环境污染,甚至损伤人员。
在进行同位素操作时一定要注意个人防护,包括使用隔离、专用衣帽手套及防护背心、挡板等。对放射性同位素的污染进行安全性教育,实行责任到人的做法,对放射性物质统一保管、集中存放、集中处理的做法。
在定购同位素时,根据需要量进行订购。α-31p半衰期为14.5天,在southern blotting应用较广,是危害较大的放射性物质。
DNA杂交时,在探针标记、洗膜等几个阶段都涉及同位素。对含α-31p固体废物,放入铁皮箱10个半衰期(约半年)后埋到指定的地点:对于含α-31p浓度较高的液体废物(如首次洗膜液),在厚实的朔料桶放置8个半衰期后倒入专用的下水道;含α-31p浓度较低的液体废物(如二、三次洗膜液),则直接倒入专用的下水道。
4.3常见的有毒物质的处理:溴化乙锭、Trizol、丙烯酰氨、DEPC、甲酰氨等毒性高、环境危害大的物质,分类收集后统一处理。 4.3.1 EB(Ethidiunl bromide,溴化乙锭):EB是一种强烈诱变剂并有中度毒性,应戴手套操作,对于含有EB的溶液也不应直接倒下水道,用后妥善净化处理:EB含量大干0.5μg/ml溶液先用水将EB浓度稀释至0.5μg/ml以下,每100ml溶液加入100mg活性碳。
不时轻轻摇荡混匀,室温放置1小时,滤纸过滤将活性碳与滤纸密封在塑料袋中作为有害废物丢弃。或用专用一次性染料清除袋(Gene有限公司)吸附过夜,再焚烧袋子即可。
EB接触物,如抹布、枪头等埋入地下。 4.3.2 Trizol:提取组织和细胞RNA的一种重要试剂,在提取RNA时一定要在通风进行。
如皮肤接触Trizol,请立即用大量去垢剂和水冲洗,废液埋入地下。 4.3.3 DEPC(Diethylprocarbonate,二乙基焦碳酸酯):RNA酶的强抑制剂,一种潜在的致癌物质。
操作时戴口罩。在通风橱中进行。
沾到手上立即冲洗,废液通过废液道排泄。 4.3.4 CHCl3(ChIoroform,氯仿):常用于DNA和RNA提取,对皮肤、眼睛、黏膜和呼吸道有强烈的刺激作用和腐蚀性,易损害肝和肾。
操作时戴手套在通风橱里进行,废液收集后埋入地下。 4.3.5 Acrylamide(丙烯酰胺):DNA测序、SSR及蛋白质分离等技术中作电泳支持物,具神经毒性,聚合后毒性消失。
操作时戴手套在通风橱内进行,聚合后的聚丙烯酰胺凝胶没有毒性,可随普通垃圾一起扔掉,千万不要倒入下水道。
第3章 分子生物学实验基本操作技术 这里的实验基本操作技术是指在分子生物学实验中使用范围最广、使用频率最高、几乎所有实验都要应用的技术。
器皿的清洗,试管、量筒(杯)、容量瓶、吸管及移液器、电子天平等量具的正确操作和使用、试剂配制等技术,应当都是基本操作技术,但这些内容已在分析化学、生物化学的实验课程中作了详细介绍。本章主要介绍与分子生物学实验有关的除(灭)菌技术、无菌操作技术和微量操作技术。
3.1 除(灭)菌技术 在进行分子生物学实验过程中,需要一个清洁的实验环境,所使用的器皿及溶液均需要进行除(灭)菌处理,一方面避免环境中微生物的污染,另一方面还可消除蛋白酶和核酸酶对实验的干扰和影响。在进行微生物及细胞的纯培养时要求更高,不能有任何外来杂菌。
因此,对所有器材、培养基要进行严格灭菌,对工作场所进行消毒,保证工作顺利进行。实验室常用的除灭菌方法主要有物理方法及化学方法两种。
物理方法包括用湿热(高压蒸汽)、干热、紫外线、过滤、离心沉淀等方法除去微生物;化学方法是使用化学消毒剂、抗菌素等杀死或抑制微生物。根据被灭菌物品的材料性质和实验要求,可采取不同的消毒灭菌方法。
3.1.1 物理灭菌法 (1)干热灭菌:干热灭菌包括火焰灼烧灭菌和热空气灭菌。火焰灼烧适用于金属用具,如接种环、接种针和手术器械等,玻璃器皿的口颈,如试管口和瓶口,玻璃棒等的灭菌处理。
这种方法灭菌迅速彻底。热空气灭菌一般在烤箱中进行,利用高温干燥空气(160℃170℃)加热灭菌12h,适用于玻璃器皿和培养皿等。
干热消毒后的器皿干燥,易于保存。缺点是干热传导慢,可能有冷空气存留于烤箱内,因此要求较高的温度和较长的时间才能达到消毒的目的。
应当注意,干烤灭菌完毕后不得马上将烤箱门打开,须等温度降至70℃以下时再开箱门,以免冷空气突然进入,影响消毒效果和损坏玻璃器皿或发生意外事故。在灭菌时,物品不能放的太挤。
灭菌的玻璃器皿中不可有水,有水的玻璃器皿在干热灭菌时容易炸裂。培养基、橡胶制品、塑料制品不能用此方法消毒。
(2)湿热灭菌:在相同温度下,湿热的灭菌效力比干热灭菌好。原因是:(1)热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强。
水分子的存在有助于破坏维持蛋白质三维结构的氢键和其他相互作用弱键,更易使蛋白质变性。加热使蛋白质变性,与水的含量有关,当环境和细胞含水量越大,凝固越快。
蛋白质含水量与其凝固温度成反比;(2)热蒸汽比热空气穿透力强,能更有效地杀灭微生物;(3)蒸汽存在潜能,当气体转变成液体时可放出大量热能,故可更迅速提高灭菌物体的温度。湿热灭菌常用的方法有高压蒸汽灭菌、常压蒸汽灭菌和煮沸灭菌。
其中高压蒸汽灭菌法最为常用,效果最好。常压蒸汽灭菌法不能在短时间内杀死细菌芽孢,必须采取间歇灭菌或持续灭菌的方法,才能达到完全灭菌。
而煮沸灭菌仅用于注射器及某些用具的灭菌,被灭菌物品的湿度太大。所以,这两种方法较少使用。
高压蒸气灭菌是在密闭的高压蒸汽锅中进行的。其原理是:将待灭菌的物体放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,将锅内的水加热煮沸,并把其中原有的冷空气彻底驱尽后将锅密闭,再继续加热就会使锅内的蒸汽压逐渐上升,从而使温度也随之上升到100℃以上。
灭菌时,根据不同的物品选择不同压力和时间,一般物品(如布类、金属器械、玻璃器皿等)消毒的要求是0.15MPa下15min,培养液和橡胶制品为0.1MPa下10min。灭菌前在锅内加适量的水,加水过少,易将灭菌锅烧干,引起炸裂事故。
加水过多有可能引起灭菌物品浸水。物品不能装得过满,以免影响消毒器内气体流通。
导气管要伸至罐底并防止堵塞。在加热升压之前,先要打开排气阀门排放消毒器内的冷空气,冷空气排出后,关闭排气阀门,同时检验安全阀活动自如,开始升压,当达到所需压力时,开始计时,并控制压力恒定。
灭菌过程中,操作者不能离开工作岗位,要定时检查压力及安全,防止意外事件发生。灭菌完毕后一定要先打开阀门放气,当灭菌锅内压力下降到“0”时,再打开灭菌锅的盖。
也可在灭菌完毕后,关闭电源总阀,让灭菌物品自然冷却,待灭菌锅压力表降至“0”时,再取出灭菌物品。蒸汽压力与温度的关系 蒸汽压力(表压) 蒸汽温度 Kg/cm2 MPa ℃ ℉0.00 0.00 100 2120.25 0.025 107.0 2240.50 0.050 112.0 2340.75 0.075 115.5 2401.00 0.100 121.0 2501.50 0.150 128.0 2622.00 0.200 134.5 274 (3)紫外线杀菌: 紫外线的波长范围是200300nm,杀菌范围为240280nm,其中波长在260nm左右的紫外线杀菌作用最强。
紫外灯是人工制造的低压水银灯,能辐射出257.3nm的紫外线,杀菌能力强且较稳定。紫外线杀菌作用是因为它可以被蛋白质(波长为280nm)和核酸(波长为260nm)吸收,造成这些分子的变性失活。
紫外线穿透能力很差,不能穿透玻璃、衣物、纸张和大多数其他物体,但能穿透空气,主要用于实验室空气、操作台表面和不能使用其它方法进行灭菌的物品。紫外线直接照射方便、效果好,经一定的时间照射后,可以消灭空气。
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