У69
ISBN 978-5-8397-0942-3
Учебное пособие написано в соответствии с содержанием
Государственных образовательных стандартов, программой практикума (раздел «Биохимические методы анализа»); программой
дисциплины «Химические основы и методы анализа живых систем»; программой дисциплины «Биотехнология и организация
аналитического контроля»; программой «Физико-химические
и биологические методы анализа». <...> УДК 543.21(075.8)
ББК Е072я73
ISBN 978-5-8397-0942-3
© ЯрГУ, 2013
2
Основные обозначения
А – абсорбция вещества (оптическая плотность)
ПААГ – полиакриламидный гель
ОЭП – относительная электрофоретическая подвижность
ВЭКХ – высокоэффективная колоночная хроматография
ПАУ – полиароматические углеводороды
ТСХ – тонкослойная хроматография
АМХП – автоматизированное многократное хроматографическое проявление
Rf – коэффициент скорости движения
Kd – коэффициент распределения
ВЭТСХ – высокоэффективная тонкослойная хроматография
ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография
ПЦР – полимеразная цепная реакция
3
Введение
Настоящее учебное пособие посвящено описанию современных методов анализа и исследования живых систем. <...> Биохимическими методами анализа живых систем многие исследователи считают центрифугирование, электрофорез и хроматографические методы анализа,
о которых подробно пойдет речь в настоящем пособии. <...> Общие принципы центрифугирования
Центрифугирование – разделение веществ в поле центробежной силы. <...> Центрифугирование применяется для разделения мелкодисперсных многокомпонентных смесей, а также для фракционирования
клеточных органелл и определения молекулярного веса высокомолекулярных органических соединений, например белков, нуклеиновых
кислот (седиментационный анализ). <...> Разделение веществ с помощью центрифугирования основано на том, что в центробежном поле частицы, имеющие различные размеры, форму и плотность, осаждаются (седиментируют)
с разной скоростью. <...> Для сравнения условий
центрифугирования <...>
Методы_анализа_живых_систем_учебное_пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
Г. А. Урванцева, Е. Л. Грачева
Методы анализа
живых систем
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по направлению
Прикладная информатика в химии
Ярославль
ЯрГУ
2013
1
Стр.1
УДК 543.21(075.8)
ББК Е072я73
У69
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2013 года
Рецензенты:
Щапов А. Н., кандидат химических наук,
доцент кафедры химии фармацевтического факультета
Ярославской государственной медицинской академии;
кафедра органической и неорганической химии
Ярославского государственного педагогического университета
им. К. Д. Ушинского
Урванцева, Г. А. Методы анализа живых систем :
У69
учебное пособие / Г. А. Урванцева, Е. Л. Грачева ; Яросл. гос.
ун-т им. П. Г. Демидова. – Ярославль : ЯрГУ, 2013. – 104 с.
ISBN 978-5-8397-0942-3
Учебное пособие написано в соответствии с содержанием
Государственных образовательных стандартов, программой практикума
(раздел «Биохимические методы анализа»); программой
дисциплины «Химические основы и методы анализа живых систем»;
программой дисциплины «Биотехнология и организация
аналитического контроля»; программой «Физико-химические
и биологические методы анализа». Изложены методы центрифугирования,
электрофореза, хроматографии, ПЦР и других методов
анализа живых систем. Рассмотрены их теоретические основы, достоинства
и недостатки, перспективы развития и другие особенности
и характеристики.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению
230700.62 Прикладная информатика в химии (дисциплина
«Химические основы и методы анализа живых систем», цикл
Б2), очной формы обучения.
УДК 543.21(075.8)
ББК Е072я73
ISBN 978-5-8397-0942-3
2
© ЯрГУ, 2013
Стр.2
Оглавление
Введение.........................................................................................................4
1. Центрифугирование................................................................................6
1.1. Общие принципы центрифугирования................................................6
1.2. Разделение клеточных органелл
дифференциальным центрифугированием.........................................7
1.3. Разделение фракций в градиентах плотности.....................................9
1.4. Способы центрифугирования в градиентах плотности.....................9
Практическая работа 1. Осаждение ядер из гомогената печени....11
2. Электрофорез.........................................................................................15
2.1. Общие принципы электрофореза.......................................................15
2.2. Электрофорез на бумаге и ацетате целлюлозы.................................19
2.3. Электрофорез в гелях...........................................................................20
2.4. Диск-электрофорез...............................................................................23
2.5. Применение метода диск-электрофореза..........................................24
Практическая работа 2. Фракционирование белков
методом электрофореза в полиакриламидном геле.........................25
2.6. Метод энзимэлектрофореза в полиакриламидном геле...................31
Практическая работа 3. Обнаружение α-амилазы
в тканях животного происхождения
методом электрофореза в полиакриламидном геле.........................32
Практическая работа 4. Обнаружение кислой фосфатазы
методом электрофореза в полиакриламидном геле.........................34
3. Хроматографические методы анализа.............................................37
3.1. Общие принципы хроматографии......................................................37
3.2. Классификация хроматографических методов.................................39
3.3. Применение методов хроматографии................................................41
3.4. Жидкостная хроматография................................................................43
Практическая работа 5. Определение состава смеси
аминокислот методом тонкослойной хроматографии
на закрепленном слое.........................................................................49
Практическая работа 6. Определение углеводов
методом тонкослойной хроматографии............................................51
102
Стр.102
Практическая работа 7. Количественное определение
аминокислот методом хроматографии на бумаге............................56
Практическая работа 8. Разделение белков
методом гель-фильтрации через сефадекс........................................67
Практическая работа 9. Определение пестицидов методом
высокоэффективной жидкостной хроматографии...........................72
3.5. Газовая хроматография........................................................................76
Практическая работа 10. Анализ многокомпонентной смеси
углеводородов методом газо-жидкостной хроматографии.............85
4. Основы метода полимеразной цепной реакции (ПЦР)...................90
5. Абсорбционная спектроскопия в анализе биомолекул.....................94
Практическая работа 11. Определение белка
спектрофотометрическим методом...................................................94
Практическая работа 12. Исследование спектральных свойств макромолекул...........................................................................................95
Практическая
работа 13. Определение удельной активности
кислой фосфатазы спектрофотометрическим методом................100
103
Стр.103