实验七 血清脂蛋白琼脂糖凝胶电泳

一、实验目的

1、进一步掌握电泳的基本原理及凝胶电泳的原理。

2、熟悉琼脂糖凝胶电泳的特点和操作要点。

3、掌握正常人血浆脂蛋白的分类。

二、实验原理

琼脂糖凝胶是由D-半乳糖和3,6脱水L-半乳糖的残基通过氢键交替排列组成的直链多糖。电泳时，因为凝胶中含水量大（98%-99%），固体支持物的影响较少，故电泳速度快、区带整齐。而且由于琼脂糖不含带电荷的基团，电渗影响很小，是一种良好的电泳材料，分离效果较好。

血清中脂类物质均与载脂蛋白结合成水溶性脂蛋白形式存在，各种脂蛋白所含载脂蛋白的种类及数量不同，因而不同脂蛋白颗粒大小相差很大。因此，以琼脂糖凝胶为支持物，在电场中可使各种脂蛋白颗粒分开。

将血清脂蛋白用脂类染料苏丹黑（或油红）进行预染。再将预染过的血清置于琼脂糖凝胶板上进行分离，通电后，可以看到脂蛋白被分成三条区带，从负极到正极依次为β脂蛋白（最深）、前β脂蛋白（最浅）及α脂蛋白（比前β脂蛋白略深），在原点处应无乳糜微粒。

此法应用于高脂蛋白血症的分型。

三、器材和试剂

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血清脂蛋白琼脂糖凝胶电泳

原理：

将血清脂蛋白用脂类染料(如苏丹黑或油红O等)进行预染.再将预染过的血清置于琼脂糖凝胶板上进行电泳分离.通电后,脂蛋白向正极移动,并分离为几个区带.

试剂与器材：

1、巴比缓冲液(pH8.6,离子强度0.075)：为电极缓冲液

巴比妥钠15.4g,巴比妥2.76g,EDTA酸0.292g,加水溶解后加水至1000ml

2、三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.6)为凝胶缓冲液

三甲基氨基甲烷1.212g,EDTA酸0.29g,NaCl 15.85g加水溶解后加水至1000ml

3、琼脂糖凝胶

琼脂糖0.45g,三痉甲基氨基甲烷缓冲液50ml,水50ml

加热至沸,待琼脂糖溶解后立即停止加热.

4、挖槽工具制作

切口刀：刀口长15mm的刀片,中央夹一有机玻璃或木片,用螺丝固定,使两刀片相距1.5mm.挖槽小匙：用直径1.5mm的铜丝约6cm长,一端锤成扁平,用砂纸磨光.

5、电泳槽和电泳仪：同血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的仪器.

操作：

1、预染血清：血清0.2ml加苏丹黑染色液0.2ml于小试管中,混合后置37℃水浴染色30分钟,然后离心(2000转/分,约5分钟).

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多聚酶链式反应（PCR）扩增DNA片段及琼脂糖凝胶电泳产物检测

一、实验目的：

1、了解PCR技术的基本操作

2、理解PCR的原理

3、讨论PCR的应用

二、实验原理：

PCR是一种在体外模拟细胞内环境进行迅速扩增DNA片段的技术，这一技术需要模板、四种脱氧核苷酸等组分条件外，还需要不同温度环境以进行DNA的解旋和聚

1、PCR反应组分

细胞内DNA复制条件分析：

此外，试验中用到的还有Mgcl2，Mg2+能激活酶的活性；10* Buffer 缓冲液，为Taq酶提供合适的PH条件。

2、PCR反应条件

PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合，现在使用的PCR仪实质上也是一台能够自动调控温度的仪器。

PCR一般经历三十多次循环，每次循环可以分为三个基本步骤──变性、复性和延伸。

(!)变性（模板DNA解旋）

模板DNA经加热至90℃以上。一定时间后，使模板DNA双链解离，使成为单链，以便于它与引物结合，为下轮反应作准备。

(2)复性（退火）

模板DNA经加热变性成单链后，温度降到50℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。

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琼脂糖凝胶电泳法分离预染血清脂蛋白

【目的】

1. 掌握琼脂糖凝胶电泳法分离预染血清脂蛋白的实验原理和操作方法。

2. 熟悉血清脂蛋白改变在临床上的重要意义。

【原理】

电泳是指带电颗粒在电场的作用下，向着与其自身所带电荷相反的电极移动的现象。根据电泳支持物的不同，血清脂蛋白电泳可分为滤纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳、琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳四类。由于各种脂蛋白所含载脂蛋白和脂类的种类及数量不同，分子量大小相差较大，并且在一定 pH 值溶液中所带电荷量不同，电泳移动的速度必然有差别，因此，通过电泳可以将不同种类的血清脂蛋白彼此分离。

血清脂蛋白经苏丹黑 B 预染后，以琼脂糖为载体，在 pH 8.6 巴比妥缓冲液中进行电泳，可将脂蛋白分成不同的区带（图 3-9 ）。正常人空腹状态下，血清脂蛋白电泳后可出现三条区带，从阳极到阴极依次为 α- 脂蛋白带、前 β- 脂蛋白带及 β- 脂蛋白带。点样槽处不会出现乳糜微粒，有时前 β- 脂蛋白也显示不出来。区带的宽窄及颜色的深浅粗略地反应了各种脂蛋白的量。

另外，可以将已烘干的凝胶片直接放到吸光度扫描仪上，通过扫描得出各种脂蛋白的百分比含量。或者，将电泳后凝胶板上各区带切下，比色定量分析出各种脂蛋白的百分比含量。

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【原理】

琼脂糖（agarose）是经过挑选，以质地较纯的琼脂（agar）作为原料而制成的。琼脂在化学上是由琼脂糖和琼脂胶组成的复合物。琼脂胶是一含有硫酸根和羟基的多糖，它具有离子交换性质，这种性质会给电泳及凝胶过滤以不良的影响。琼脂糖是直链多糖，它由D－半乳糖和3,6－脱水－L－半乳糖的残基交替排列组成。

琼脂糖主要通过氢键而形成凝胶。电泳时因凝胶含水量大（98－99%），近似自由电泳，因为固体支持物的影响少，故电泳速度快，区带整齐。而且由于琼脂糖不含带电荷的基团，电渗影响很少，是一种较好的电泳材料，分离效果较好。

血清中脂类物质与血清载脂蛋白结合成水溶性的脂蛋白（lipoprotein）形式存在。各种脂蛋白中所含载脂蛋白的种类及数量不同，各种脂蛋白颗粒大小也相差很大，因此，以琼脂糖凝胶为支持物，在电场中可使各种脂蛋白颗粒分离开来。

琼脂糖凝胶电泳分离血清蛋白方法简单。将血清脂蛋白用脂类染料苏丹黑（或油红等）进行预染。再将预染过的血清加样于琼脂糖凝胶板加样槽中，通电后可以看到脂蛋白向正极移动，并分离出几个区带。

正常人血清脂蛋白可出现三条区带，从阴极到阳极依次为β－脂蛋白（最深），前β－脂蛋白（最浅）及α－脂蛋白（比前β－脂蛋白略深些），在原点处应无乳糜微粒。有时前β－脂蛋白也显示不出来。

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一、实验名称：质粒DNA的提取与纯化，DNA琼脂糖凝胶电泳

二、实验原理：

1.质粒DNA的提取：

质粒是一类存在于几乎所有细菌等微生物中染色体之外（细胞质中）呈游离状态的双链、闭环的DNA分子，能够自主复制和稳定遗传，以超螺旋形式存在，是最常用的基因克隆载体。除质粒外，大肠杆菌中还含有基因组DNA、各种RNA、蛋白质和脂质等物质，因此需要裂解细胞并除去蛋白质和染色体DNA等物质才能分离纯化出质粒DNA。分离制备质粒DNA的方法很多，其中常用的方法有碱裂解法、煮沸法、SDS法、羟基磷灰石层析法等。在实际操作中可以根据宿主菌株类型、质粒分子大小、碱基组成和结构等特点以及质粒DNA的用途进行选择。本实验使用碱裂解法，即利用SolutionⅠ 、Ⅱ、Ⅲ三种溶液分离提取质粒DNA.其原理如下。

（1）碱裂解法提取大肠杆菌质粒DNA的原理：

碱裂解法提取质粒DNA是根据共价闭合环状质粒DNA和线性染色体DNA之间变性与复性的差异来分离质粒DNA，达到分离提纯质粒DNA的目的。在pH值高达12.6的碱性条件下，线性的DNA因氢键断裂，双螺旋结构解开而变性，尽管在这样的条件下，共价闭环质粒DNA的大部分氢键会被断裂，但超螺旋共价闭合环状的两条互补链相互缠绕，不会完全分离。当加入pH4.8乙酸钾高盐缓冲液恢复pH至中性时，共价闭合环状的质粒DNA复性，恢复其天然构象，以可溶状态存在于液相中；而线性的染色体DNA由于两条互补链彼此已完全分开、分子量大、结构复杂而相互缠绕形成不溶性网状结构。与不稳定的大分子RNA、变形的蛋白质以及细菌碎片等一起沉淀而被除去。进一步用酚、氯仿使蛋白质变性去除蛋白质杂质，然后用无水乙醇沉淀，即可获得纯化的质粒DNA。SolutionⅠ 、Ⅱ、Ⅲ三种溶液以及无水乙醇沉淀DNA的具体作用和原理如下。

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1．实验目的：

（1）通过本次实验学习和掌握碱裂解法提取质粒；

（2）通过本次实验学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术；

2．实验材料及用品

（1）实验仪器（apparatus）：

恒温培养箱（Constant temperature incubator）、恒温摇床（Constant temperature shaking table）、高速离心机（High speed centrifuge）、漩涡振荡器（Vortex mixer）、超净工作台（Bechtop）、高压灭菌锅（Autoclave）、微量加样器（Pipettes）、烧杯（ beaker）、量筒 （graduated cylinder）、 玻璃棒（stir bar）、 微波炉（microwave）、 天平（Pan balance）、电泳梳子（ comb）、电泳槽 （electrophoresis tank）、 电泳器 （Electro-phoresis  System）、 紫外灯（Ultraviolet  transilluminator ）

3）、材料与试剂（Reagents）：

①溶液I（Solution Ⅰ）：

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前言

血清蛋白：

血清蛋白是血液中脂肪酸的携带者。当身体需要能量或者需要建造材料时，脂肪细胞就把脂肪酸释放到血液中 ，脂肪酸被血清蛋白获取，并被运送到需要的部位。

牛血清白蛋白的相对分子质量为10的4次方这个级别，它不是一定的，是多聚物，有的地方测的70 000，这就是一个数据了。在做PCR的时候会用到它。

牛血清蛋白是血液的主要成分，分子量68kD。等电点4.8。含氮量16%，含糖量0.08%。仅含已糖和已糖胺，含脂量只有0.2%。白蛋白由581个氨基酸残基组成，其中35个半胱氨酸组成17个二硫键，在肽链的第34位有一自由巯基。白蛋白可与多种阳离子、阴离子和其他小分子物质结合。血液中的白蛋白主要起维持渗透压作用、PH缓冲作用、载体作用和营养作用。在动物细胞无血清培养中，添加白蛋白可起到生理和机械保护作用和载体作用。

醋酸纤维薄膜电泳：

醋酸纤维薄膜电泳以醋酸纤维薄膜为支持物。它是纤维素的醋酸酯，由纤维素的羟基经乙酰化而制成。它溶于丙酮等有机溶液中，即可涂布成均一细密的微孔薄膜，厚度以0.1mm—0.15mm为宜。太厚吸水性差，分离效果不好；太薄则膜片缺少应有的机械强度则易碎。

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