大学生电脑主页 dxsdiannao.com 大学生的百事通生物技术仪器分析课程教学大纲 【本文由大学生电脑主页 www.dxsdiannao.com 大学生的百事通收集整理】课程名称：生物技术仪器分析课程类别：专业课课程学时：总学时 36学 分：2适用专业：生物工程、生物技术先修课程：分析化学、生物化学、微生物学、化工原理适用专业： 生物工程、生物技术 （学分：2 学时：36）一、课程的性质和任务课程性质:生物技术仪器分析以介绍现代仪器分析的基本理论及其对物质进行分析测定的基本原理、基本方法、基本技巧为主要内容，是一门实践性强，理论和实践相结合的课程，是生命科学领域生物技术和生物工程专业的专业基础课。本课程是一门实验技术性较强的课程，起到基础课程与专业课程的桥梁作用。 教学目标:通过本课程学习，要求学生了解现代仪器分析的基本理论及其对物质进行分析测定的基本原理、基本方法和基本技巧, 掌握各种现代仪器分析方法在生命科学领域各相关专业的实际应用, 掌握基本的实验操作技术,为进一步从分子水平上认识和解决生命科学的相关问题奠定较好的分析基础知识。 教学要求:生物技术仪器分析是一门实践性、技术性很强的综合性课程，各部分内容包括相关的基础理论、仪器依据的基本原理、仪器的基本构造、定性定量分析方法、简单的分析影响因素和使用注意事项等。要求学生初步具有根据分析的目的，结合学到的各种仪器分析方法的特点、应用范围，选择适宜的分析方法的能力。在教学过程中要注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及科学思维方式的训练。二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：教学内容教学目的第一章 绪论教学内容:1、现代生物化学实验技术概述：对物质的分离，提取，精制，检测，研究对象:微生物，动植物细胞培养液，酶等。2、材料的培养、选择及预处理；细胞破碎及目的物的抽提；精制纯化与保存。3、现代仪器分析在上述过程中的任务，作用和特点；仪器分析方法和分类 ；现代仪器分析的发展现状及在生命科学中的应用。目标要求： 掌握生化实验的大致步骤和了解现代仪器分析的发展现状及在生命科学中的应用。第二章 离心技术教学内容：第一节 1.主要内容：离心技术原理及应用2.基本概念和知识点：离心，离心力，相对离心力， RCF=1.12X10-5n2r，沉降系数， 第二节 1.主要内容：离心机的结构及主要部件性能；离心机的种类。2.基本概念和知识点：离心机的五个系统。第三节 1.主要内容：常用离心技术；离心机安全操作步骤；离心机及转头的保养。2.基本概念和知识点：沉淀离心，差速沉淀离心，密度梯度离心。目标要求：掌握离心技术原理与应用，离心机的结构及性能，常用超离心技术，离心机的操作与安全事项。第三章 PCR技术教学内容：第一节 1.主要内容：PCR扩增原理。2.基本概念和知识点：PCR，DNA模板，引物，dNTP，buffer，Taq DNA 聚合酶。第二节 1.主要内容：标准PCR扩增方案。2.基本概念和知识点：标准的PCR反应体系，设计引物应遵循以下原则，温度程序，对PCR反应中主要组分的分析。第三节 1.主要内容：与PCR相关的技术及PCR技术的应用。2.基本概念和知识点：反转-PCR技术(RT-PCR)；RAPD即随机扩增多态性DNA技术；mRNA差示技术（m RNA-differential display technique，m RNA-DD-PCR）；差减法杂交；免疫PCR（Immuno-PCR）；反相PCR（Inverse PCR）；不对称PCR（asymmetric PCR）。目标要求：掌握PCR原理，PCR技术种类，PCR技术在现代生物化学与生命科学上的应用，PCR技术体系的成分与最适条件，试剂的配制与操作步骤及注意事项。第四章 电泳技术教学内容：第一节 1.主要内容：电泳定义，电泳原理，影响电泳速度的因素。2.基本概念和知识点：等电点，v=EQ/6r。第二节 1.主要内容：电泳分类，聚丙烯酰胺凝胶电泳，其他几种常用电泳。2.基本概念和知识点：平板式电泳，垂直板式电泳，垂直柱式电泳，PAGE，SDS-PAGE，等电聚焦电泳（IEF or EF），凝胶浓度梯度电泳，琼脂糖凝胶电泳，醋酸纤维素薄膜电泳，毛细管电泳。3.能力要求：掌握聚丙烯酰胺和琼脂糖凝胶电泳的基本操作步骤。第三节 1.主要内容：电泳技术的拓展和创新。2.基本概念和知识点：免疫电泳，双向电泳，单细胞电泳，脉冲凝胶电泳，印迹转移电泳，温度梯度凝胶电泳，逆向色谱电泳，介体电泳。3.能力要求：了解各类电泳的基本原理。目标要求：掌握电泳的基本原理和影响因素，掌握聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖电泳；熟悉电泳相关技术（凝胶干燥，扫描，成像，印迹技术）纤维膜，毛细管电泳；了解电泳技术的拓展和创新（免疫、双向，脉中，单细胞电泳等）。质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳和特异性PCR产物的琼脂糖凝胶电泳。第五章紫外、可见分子吸收光谱法教学内容：1、光谱学检测技术的分类和紫外、可见分子吸收光谱的基本原理；2、吸收定律及适用条件；3、紫外-可见吸收光谱分析仪器的结构及发展方向；4、紫外-可见吸收光谱分析应用：分光光度计波长检查及酸碱指示剂PKa 值的测定；5、分光光度法中基本实验条件的选择基本概念和知识点：紫外吸收、可见光吸收、朗比定律、仪器结构、标准曲线制作、显色反应目标要求：这类方法应用普遍，紫外、可见分子吸收光谱的基本原和定量方法是重点学习内容之一，重点是让学生掌握和运用吸收定律，能较熟练地进行光度分析操作，了解其测定方法。第六章 分子发光分析法教学内容：1、分子荧光分析法及其基本原理2、分子荧光分光光度计的结构和特点3、分子荧光定量分析方法4、化学发光分析法5、分子发光分析法在生物化学测量中的应用 目标要求：掌握分子发光分析法的基本原理及荧光分析仪器的构造知识，进而了解分子发光分析法在生命科学领域的应用。第七章红外吸收光谱法教学内容：1、红外吸收光谱法原理；2、基团频率和特征吸收峰；3、红外光谱仪的结构原理及使用方法及新的发展；4、简单解释读谱和未知物的鉴定方法；目标要求：红外吸收光谱是物质结构分析手段之一，使学生掌握基团频率和特征吸收峰，了解此法的应用，能用红外光谱仪对一些结构简单的未知物进行鉴定。第八章原子光谱分析基础教学内容：1、原子的能级和跃迁，光谱项的推导，能级图2、原子光谱的结构，谱线强度和宽度3、原子光谱的特性4、元素光谱化学性质的规律性目标要求：把原子光谱中的主要问题集中在这一部分讲授，是本课程的难点，但也是重点内容之一，学生应从理论上较好地理解和掌握光谱项、能级图、波兹曼分配律、谱线强度和宽度等概念。第九章原子发射光谱法教学内容：1、激光光源：电弧、火花等经典光源作一简单介绍，主要讲述ICP光源2、光谱仪：本章的重点，而单色器的分光原理是本章的难点，应重点讲述3、光谱的观测：照相法目前应用较少，但此法能让学生直观地掌握谱线的形成；摄谱仪和光电直读光谱仪的光学系统，掌握摄谱法分析样品的全过程4、分析方法原理，定量及定性依据，怎样对样品进行定性、半定量、定量分析5、应用：ICP-AES光谱法测水中Ca、Mg目标要求：重点掌握经典光源和新型光源ICP的区别和特点，掌握光栅方程、色散率、分辨率、谱线强度和浓度的关系，经典光源和照相法已很少应用，但谱线形成、强度、自吸收、基体效应等概念仍应很好地学习和掌握，重点内容是ICP-AES。第十章原子吸收和原子荧光光谱法教学内容：1、基本原理2、原子化方法及其机理，本章的重点3、原子吸收光谱仪，AAS仪器内外光路的认识，检查及调整，空心阴极灯的发射机理，发射特性4、干拢效应、干扰种类及抑制方法，AAS仪器基本工作条件的选择5、原子吸收分析的实验技术6、原子荧光光谱法简单：原子荧光与原子吸收在仪器、操作方法等方面的相同点及不同点目标要求：要求学生掌握峰值吸收原理，掌握火焰原子化，石墨炉原子化、氢化物原子化方法的原理。理解这几种原子化方法的特点，还应较好地理解原子吸收中的干扰特征和扣除技术，掌握原子荧光与原子吸收的相同点，不同点。第十一章 色谱法分离原理教学内容：1、概述2、线性洗脱色谱及有关术语3、色谱法基本理论：分离度4、定性和定量分析目标要求：使学生掌握各种保留值概念，理解塔板理论、速率理论、分离度，掌握定性和定量分析方法。第十二章 气相色谱法教学内容：1、气相色谱仪2、气相色谱固定相及其选择3、气相色谱分离条件的选择4、气相色谱分析方法及应用目标要求：理解气相色谱仪的五大系统，掌握主要检测器的特点及适宜分析的物质。固定相及选择是本章的重要内容。分离条件的选择一节中，使学生掌握柱温对分离的影响。了解气相色谱在分析中的应用。第十三章 高效液相色谱法教学内容：1、液相色谱的柱效2、高效液相色谱仪3、分配色谱4、液固色谱目标要求：理解高效液相色谱仪的高压输液系统、进样系统、分离系统和检测系统，掌握液相色谱的柱效与哪些因素有关，分配色谱是四种液相色谱方法中应用最广的一种，应重点讲述，掌握什么是正相色谱，反相色谱，掌握根据物质极性来选择流动相。三、课程的重点和难点本课程涉及面广，理论性很强，但同时又是一门实践性很强的应用技术。教学中必须重视基础理论和应用两部分，要紧密联系实际让学生从原理上学懂弄通，有些内容要放在实验室中，结合仪器讲授，并配合尽量多的演示技巧和实验进行学习。掌握仪器分析的基本概念，基本理论与分析方法。掌握常用分析仪器的结构原理、使用方法和应用技术。四、参考性教学时间安排教学内容授课学时实验（上机）学时实践学时第一章 绪论2第二章 样品制备及离心技术3第三章 PCR技术3第四章 电泳技术2第五章紫外、可见分子吸收光谱法2第六章 分子发光分析法2第七章红外吸收光谱法2第八章原子光谱分析基础2第九章原子发射光谱法2第十章原子吸收和原子荧光光谱法(部分自学)2第十一章 色谱法分离原理2第十二章 气相色谱法42第十三章 高效液相色谱法42合计36五、实践（实验）教学环节（含实验项目、实践内容）实验室相关仪器现场演示及讲解。六、教材和主要参考书：1 雷东锋. 现代生物化学与分子生物学仪器与设备，科学出版社，20062 徐金森. 现代生物科学仪器分析入门，化学工业出版社，2007.3 蒋立科，杨婉主编. 现代生物化学实验技术，中国农业出版社，2003.4 郭尧君.蛋白质电泳技术，科学出版社，19995 张龙翔等.生化实验方法和技术，第二版，高教出版社，19976 苏拔贤.生物化学制备技术 ，科学出版社，20017 赵亚华.生物化学实验技术教程，华南理工大学出版社，20008 汪家政，范明.蛋白质技术手册，科学出版社，2001七、其他说明如条件允许，应多进行仪器演示实验。