分子生物學(xué)實驗室的常規(guī)儀器設(shè)備及有關(guān)操作

【實驗?zāi)康摹?br> （1）了解實驗的常規(guī)儀器、設(shè)備、耗材。
（2）掌握本實驗所用儀器的功能和使用方法。

【實驗內(nèi)容】
一、驗室的常規(guī)儀器、設(shè)備

(一) 溫度控制系統(tǒng)：
1. 冰箱: 根據(jù)藥品、試劑及多種生物制劑保存的需要，必須具備不同控溫級別的冰箱，最常使用的有：4℃、-20℃、-80℃冰箱。
4℃適合儲存某些溶液、試劑、藥品等。
-20℃適用于某些試劑、藥品、酶、血清、配好的抗生素和DNA、蛋白質(zhì)樣品等。
-80℃適合某些長期低溫保存的樣品、純化的樣品、特殊的低溫處理消化液等的保存。
0-10℃的冷柜適合低溫條件下的電泳、層析、透析等實驗。
2．液氮罐：有些實驗材料、某些器官組織、細胞株、菌株及純化的樣品等，要求速凍和長期保存在超低溫環(huán)境下，就需要一個液氮罐（-196℃）具有經(jīng)濟、省力和較好地保持細胞生物學(xué)特性的優(yōu)點。
3．培養(yǎng)箱：37℃恒溫箱用于細菌的固體培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)。
CO2培養(yǎng)箱適用于培養(yǎng)各種細胞，可恒定地提供一定量的CO2（通常5%），用來維持培養(yǎng)液的酸度（pH值）。
37℃恒溫空氣搖床可進行液體細菌的培養(yǎng)。
4. 水浴鍋：用于保溫。
25-100℃水浴搖床可用于分子雜交試驗，各種生物化學(xué)酶反應(yīng)等試驗的保溫。
25-100℃水浴箱用于常規(guī)試驗。
5.
烘箱：主用于烘干實驗器皿，有些需要溫度高些，有些需要溫度低些。用于RNA方面的實驗用具，需要在250℃烤箱中烘干，有些塑料用具只能在42-45℃的烤箱中進行烘干。

（二）水的凈化裝置：隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，許多實驗對水純度的要求越來越高。
1. 蒸餾水皿：單蒸水常難以滿足實驗要求。雙蒸水、三蒸水配液，許多實驗要去離子水。
多次蒸餾水可除去水中揮發(fā)性雜質(zhì)，不能完全除去水中溶解的氣體雜質(zhì)（Mn2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+、Mo(Ⅵ)）。
2. 離子交換器：去離子水—用離子交換法制取的水，稱去離子水。
去離子效果好，但不能除去水中的非離子型雜質(zhì)，其中常含有微量的有機物（樹脂等）。
3．超純水：用蒸餾水、離子交換水、反滲透純水做為供水，磁鐵耦合齒輪泵作用使水循環(huán)。用于PCR、PCR氨基酸分析、DNA測序、酶反應(yīng)、組織和細胞培養(yǎng)等。

（三）菌消毒設(shè)備：分子生物學(xué)所用大部分試劑，而且實驗用具都應(yīng)嚴格消毒滅菌。。
1．蒸汽消毒鍋：用于小批量物品的隨時消毒。大批實驗物品、試劑、培養(yǎng)基可使用大型消毒且定時進行消毒
2. 紫外線：75%乙醇 、0.1%SDS（消毒劑）
一些耐高壓、高溫消毒且可用紫外線照射或乙醇和SDS浸泡。
紫外線照射使用方便，且很方便，但滅菌效果與距離有關(guān)，且產(chǎn)生臭氧污染安全，用于無菌室，超凈臺和塑料用具的消毒。
3. 濾器濾膜：不耐高溫、高壓的試劑用其處菌。
4. 煮沸消毒：主用于金屬器械和針急需時采用。

（四） 計量系統(tǒng)：
1. 稱量系統(tǒng)：（各種天平）臺秤、托盤天平、鈕力擺動天平、
光電分子天平、精密電子分析天平
2. 液體體積的度量：精：量筒、移液管、微量取液器
粗：刻度試管、燒杯、錐形瓶
3. pH值測量：
pH計：測定溶液中H+的直接電位的儀器，主要通過一對電極，在不同的pH溶液中產(chǎn)生不同的電動勢用pH值表示出來。
pH試紙：只適用于培養(yǎng)液、酚飽和液、緩沖液或其它試劑溶液的pH值的粗略估計。而大部分試劑的配制要求嚴格的pH值，需精確度高（小數(shù)點后兩位）的pH計。
4.
OD值測量：光密度、分光光度計是利用物質(zhì)在可見光和紫外線區(qū)域中的吸收光譜來鑒定該物質(zhì)的性質(zhì)及其含量的一種儀器。它是由光源、單色器、吸收池、接收器、測量儀表或顯示屏幕所組成。OD值是許多溶液中溶質(zhì)定量的方便指標之一，通過所產(chǎn)生的單色光而測定某一溶液對該單色光的吸收值，利用它可進行核酸溶液定量和純度的初步判斷。

（五）離心機：離心技術(shù)是研究生物的結(jié)構(gòu)和功能中不可缺少的一種物理技術(shù)手段。因為各種物質(zhì)在沉淀系數(shù)、浮力、和質(zhì)量等方面有差異，可利用強大的離心力場，使其分離、純化和濃縮。目前有各種各樣的離心機�？晒┥儆�0.05ml到幾升的樣品離心之用。離心技術(shù)應(yīng)用廣泛，包括收集和分離細胞、細胞器和生物大分子等。據(jù)其轉(zhuǎn)速的不同，可分為以下幾種類型：
1. 普通離心機：最大轉(zhuǎn)速6000 r/m ，最大離心力6000g
①醫(yī)用或臺式離心機：是離心機中最簡單而廉價的，最常用于收集快速沉降系數(shù)的物質(zhì)，如紅細胞、粗大的沉淀物、酵母菌和細菌等。
②低速冷凍離心機：主要用于細胞、細胞核、細胞膜和細菌的沉淀和收集等。 2
2. 高速離心機：最大轉(zhuǎn)速25000 r/m ，最大離心力89000g
有冷凍和常溫兩種，多用于制備和手收集微生物、細胞碎片、細胞、大的細胞器、硫酸銨沉淀物以及免疫沉淀物等。
3. 超速離心機：最大轉(zhuǎn)速9000 r/m ，最大離心力694000g。
4. 臺式超速離心機：最大轉(zhuǎn)速12000r/m ，最大離心力625000g。

（六）超凈工作臺：內(nèi)有紫外燈、照明燈、還應(yīng)有酒精燈火焰、75%乙醇等滅菌的設(shè)備，是一種提供局部潔凈度的設(shè)備。其原理是鼓風機驅(qū)動空氣，經(jīng)過低、中效的過濾器后，通過工作臺面，使實驗操作區(qū)域成為無菌的環(huán)境。超凈臺按氣流方向的不同大致有幾種類型：
①側(cè)流式：凈化后氣流，從左側(cè)或右側(cè)通過工作臺面，流向?qū)��?cè)，或者從上往下或從下往上流向?qū)��?cè)，他們都能形成氣流屏障而保障臺面無菌。
缺點：在凈化氣流和外邊氣體交界處，可因氣體的流向而出現(xiàn)負壓，使少量的未凈化氣體混入，而造成污染。
②外流式：氣流是面向操作人員的方向流動，從而保證外面氣體不能混入。
缺點：在進行有害物質(zhì)實驗時，對操作人員不利，但可采用有機玻璃把上半部分遮擋起來，使氣流往下方流出。

（七）電泳系統(tǒng)：電泳技術(shù)是檢測、鑒定各種生物大分子的純度、含量及描述它們的特征，甚至還是分離、純化、回收和濃縮樣品的工具之一。核酸和蛋白質(zhì)等都帶有電荷，當它們被置于電場中時，能夠移動。
電泳裝置由兩部分組成：電源裝置和電泳槽裝置。
① 電泳裝置：電源需經(jīng)穩(wěn)流通過穩(wěn)壓器，既能提供穩(wěn)定的直流電，又能輸出穩(wěn)定的電壓�？捎糜谌�種：
常度穩(wěn)壓電泳儀：輸出電壓0-500v 0-15mA
中度穩(wěn)壓電泳儀：輸出電壓400-1000v
高度穩(wěn)壓電泳儀：輸出電壓1000以上的電源裝置。
② 電泳槽裝置：分兩種
水平式電泳槽：一般分為微型電泳槽和大號水平式電泳槽
垂直式電泳槽：分垂直平板電泳槽和圓柱形電泳槽裝置。

（八）PCR儀：Polymerase Chain
Reaction儀，也稱DNA熱循環(huán)儀，基因擴增，它是使一對寡核苷酸引物結(jié)合到正負DNA鏈上的靶序列兩側(cè)，從而酶促合成拷貝數(shù)百萬倍的靶序列DNA片段，它的每一循環(huán)包括在三種不同溫度進行的DNA變性，引物復(fù)性，DNA聚合酶催化的延伸反應(yīng)三個過程。

（九）凝膠成像分析系統(tǒng):
對電泳后含溴乙錠（EB）核酸樣品的觀察分析。

（十）干燥設(shè)備： 3
1. 真空加熱干燥箱：核酸在硝酸纖維素膜和尼龍膜上固定，用于雜交實驗。
2. 電泳凝膠干燥箱：電泳后的凝膠進行脫水干燥的儀器，一般可將凝膠干燥到一些玻璃紙上，干燥后的凝膠易于保存。
3. 液氮冷凍干燥：適用于活性蛋白質(zhì)樣品的干燥與結(jié)晶。
4. 真空泵：許多實驗都需要抽真空。如：乙醇沉淀后核酸樣品的干燥，電泳凝膠的干燥等。

（十一） 其他
1. 微波爐：便于一些溶液的快速加熱和定溫加熱，電泳瓊脂糖凝膠配制、溶化等。
2. 制冰機：用于制造大多數(shù)核酸、蛋白質(zhì)的實驗操作所需的低溫環(huán)境，以減少核酸酶或蛋白質(zhì)酶的水解。
3. 層析裝置：（色譜分離）是一種分離多組分混合物的有效物理方法。
真空印記系統(tǒng)，DNA合成/測序儀：這些都是對核酸進行深入研究的必備儀器。
4. 磁力攪拌器：多角度旋轉(zhuǎn)混勻器、快速振蕩混合器：用于混合儀器。
5. 組織勻漿器：超聲組織及細胞破碎器，用其進行樣品的分離提純實驗。
6. 通風櫥：很多溶劑能逸出毒氣，必備柜 ，放射性試驗還要有有機玻璃屏蔽。
7. 玻璃蒸餾器、電熱加帽、變壓器：用于酚等有機溶劑的蒸餾。
8. Tip頭、Eppendorf管：
微管移液器tip頭（吸液尖）、Eppendorf管（微量離心管）可洗滌，硅化消毒后反復(fù)使用。對一些要求嚴格的實驗，如RNA的提取、保存等操作，應(yīng)使用新的消毒tip頭與Eppendorf管。另外還應(yīng)備有常用規(guī)格的離心管（1000ml、500 ml、250 ml、50 ml、7 ml等）及96孔、24孔、12孔、6孔的細胞培養(yǎng)塑料平板等。
9. 小型設(shè)備、用具：
定時器、濾膜、保鮮膜、防護眼鏡鴨嘴鑷、常規(guī)的玻璃或塑料器皿（包括平皿、試管、燒杯、量瓶、試劑分液漏斗、避光保存的試劑應(yīng)使用棕色試劑瓶，如飽和酚、巰基乙醇等）、記號筆、各種手套PE、乳膠、家用、防酸的等）

二、本期實驗所用主要儀器、 設(shè)備的功能及操作
1. 酚的重蒸餾裝置：空氣冷凝式玻璃蒸餾器。
一般酚是無色透明的結(jié)晶，如呈粉色或黃色，表明其中含有酚的氧化產(chǎn)物，如醌、二酸等，變色的酚不能用于實驗，因其中的酚氧化物可破壞核酸的磷酸二酯鍵，并引起DNA鏈的交聯(lián)。使用前必須在160℃-180℃重蒸餾以去除能引起RNA和DNA斷裂和交聯(lián)的污染雜質(zhì)，從而得到純凈的酚。
2. 磁力攪拌器：81-2型恒溫磁力攪拌器
將導(dǎo)電溫度表用導(dǎo)線與二芯插頭連接，插入后面的溫度表孔內(nèi)，當溫度上升到預(yù)先調(diào)整好的度數(shù)時即自動停止加熱（控溫攪拌）。主要用于物質(zhì)的快速攪拌、溶解和混勻。如配制試劑，制備酚的水飽和液等。
3.
蒸餾水器：1810B自動雙重純水蒸餾器，石英管加熱式，本器的一次及二次蒸餾均有保護裝置，使用安全可靠，熱繼電器當冷卻水突然中斷或缺水的情況下，即自動切斷電源。干簧繼電器控制二次蒸餾瓶內(nèi)的水位，其高度應(yīng)以在水位降低時能自動切斷電源為準，從而達到自動控制水位的目的。
該儀器主要用于制備雙蒸水和三蒸水。
4. 離心機：TGL-16G臺式高速離心機，最大轉(zhuǎn)速20000rpm，主要用于核酸提取時蛋白質(zhì)的沉淀和有機相與水相的分層，PCR檢測的瞬時離心。
5. 微量取液器：主要用于精確量取微量液體體積和核酸水相的轉(zhuǎn)移。
6. 勻漿器：5ml、10ml玻璃勻漿器。
主用于組織細胞的破碎。
7. 凝膠成像分析系統(tǒng)
主用于核酸樣品瓊脂糖凝膠和PCR電泳結(jié)果的紫外觀察和照像。
8. PCR儀：PTC-200基因擴增儀
體外擴增核酸的儀器
9. 蒸汽消毒鍋：用于實驗用試劑、器皿、用具等的滅菌清毒
有電加熱式、電爐加熱式兩種。
10. 超凈臺：JJT-1300型潔凈工作臺，側(cè)流式。
原理：吸進氣經(jīng)過初、中級過濾皿（無紡布濾過）后，再通過風機經(jīng)高級過濾器（超細玻璃纖維濾紙制成）而形成潔凈空氣。主要是在局部空氣造成潔凈空氣環(huán)境，以使工作區(qū)域中的懸浮粒子及微生物控制在最低限度內(nèi)。
本臺操作壓為垂直層流壓，因此出風面與操作位置不應(yīng)放置多余的物品，以免妨礙氣流的正常流動，影響潔凈度，臺面板上的孔作為通風孔，使用時避免有液體或其他物品漏入空中，以免影響內(nèi)部構(gòu)件。風速可調(diào)。
使用：75%乙醇消毒2-3次，擺放好實驗用品。插上電源，紫外消毒30分鐘，啟動風機5m后關(guān)燈，關(guān)燈后10分鐘打開照明燈，即可使用。
11. 電泳系統(tǒng)：
①電泳儀：HV-3000型高度三恒多用電泳儀（恒壓、恒流、恒功率）
②電泳槽：水平式兩種。
12．微波爐：主要用于瓊脂糖的快速溶解。