细胞生物学研究方法

1、细胞生物学研究方法细胞生物学研究方法初步设想初步设想（What)What)制定实验方案制定实验方案(How)(How)设计实验方法设计实验方法收集和准备材料收集和准备材料总结和分析结果总结和分析结果作出结论作出结论查阅查阅文献文献实际操作实际操作一、如何进行研究一、如何进行研究Caenorhabditis elegansDrosophila melanogasterArabidopsis thaliana二、生物学研究常用的模式生物二、生物学研究常用的模式生物mammalian 细胞形态结构观察法细胞形态结构观察法 细胞组分分析法细胞组分分析法 细胞培养细胞培养 细胞工程与显微操作技术细胞工程

2、与显微操作技术 功能基因组学技术功能基因组学技术三、具体研究方法三、具体研究方法 光学显微镜技术光学显微镜技术 (light microscopy) 电子显微镜技术电子显微镜技术 (Electro microscopy) 扫描探针显微镜扫描探针显微镜 (Scanning Probe Microscopy)（一）细胞形态结构观察法（一）细胞形态结构观察法普通光学显微镜普通光学显微镜 ？ ？ ？Ordinary optical microscopy（1 1）结）结 构构l光源：高压汞灯光源：高压汞灯l激发滤色镜：吸收长波长的光，通过激发滤色镜：吸收长波长的光，通过 短波长的激发光。短波长的激发光。

3、l阻断滤色镜：吸收残余的短波长的激阻断滤色镜：吸收残余的短波长的激 发光。发光。l分色镜系统：反射短波长的光线，透分色镜系统：反射短波长的光线，透 过长波长的光线。过长波长的光线。 Fluorescence Microscopy激光共聚焦扫描显微镜激光共聚焦扫描显微镜（1 1）成像原理）成像原理 Laser Scanning Confocal Microscopy2.电子显微镜技术电子显微镜技术 电子显微镜简称电镜电子显微镜简称电镜, ,是利用电是利用电子与物质相互作用产生的讯号来鉴子与物质相互作用产生的讯号来鉴定物体结构、化学成份和电子分布定物体结构、化学成份和电子分布情况的电子光学装置。情

4、况的电子光学装置。 它用电子束代替了可见光，用电磁透它用电子束代替了可见光，用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像可见电子束成像. . Electro microscopy 当电子束透射样品时，由于样品不同部位当电子束透射样品时，由于样品不同部位对电子具有不同散射度，而形成不同电子密对电子具有不同散射度，而形成不同电子密度差的高度放大图像显示在荧光屏上。度差的高度放大图像显示在荧光屏上。 目前透射电子显微镜的分辨率为目前透射电子显微镜的分辨率为0.1 nm0.3 nm，放大倍数可达百万倍，已能在电镜，放大倍数可达百万倍，已能在电镜照片上看

5、到生物大分子的粗糙轮廓。照片上看到生物大分子的粗糙轮廓。Transmission Electron Microscope 扫描电镜的电子束不穿透样本，仅在样品表扫描电镜的电子束不穿透样本，仅在样品表面进行面进行“栅状扫描栅状扫描”，激发样品表面产生二次电，激发样品表面产生二次电子，其多少与电子束的投射角及样品表面的起伏子，其多少与电子束的投射角及样品表面的起伏形态相关。二次电子被收集变成光信号后在荧光形态相关。二次电子被收集变成光信号后在荧光屏上显示出样品表面的立体图像。屏上显示出样品表面的立体图像。 扫描电镜的分辨率不及透射电镜，只有扫描电镜的分辨率不及透射电镜，只有3 nm左右，但所形成的

6、图像富有三维立体感，而且样左右，但所形成的图像富有三维立体感，而且样品制备简单，不需做超薄切片。品制备简单，不需做超薄切片。 扫描电子显微镜扫描电子显微镜 Scanning Electron Microscope 是国际上是国际上 80 80 年代发展起来的表面分析仪器，年代发展起来的表面分析仪器，是综合运用光电子、激光、信号检测技术等现代科是综合运用光电子、激光、信号检测技术等现代科技成果的光、机、电一体化的高科技设备。技成果的光、机、电一体化的高科技设备。 包括扫描隧道显微镜、原子力显微镜、磁力显包括扫描隧道显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、摩擦力显微镜等。微镜、摩擦力显微镜等。 3.3.

7、扫描探针显微镜扫描探针显微镜Scanning Probe Microscopy（二）细胞组分分析法（二）细胞组分分析法离心分离技术离心分离技术化学成分分析技术化学成分分析技术层析法分离技术层析法分离技术流式细胞技术流式细胞技术1.1.离心分离技术离心分离技术Centrifugal Separation 差速离心差速离心Differential Centrifugationdensity gradient centrifugation2.2.层析法分离技术层析法分离技术 ChromatographyColumn Chromatography 高压液相层析高压液相层析High Performanc

8、e Liquid Chromatography3.3.化学成分分析技术化学成分分析技术Chemical Composition Analysis4.4.流式细胞技术流式细胞技术Flow Cytometry （三）细胞培养（三）细胞培养 动物细胞动物细胞 类型：原代培养细胞类型：原代培养细胞（primary culture cellprimary culture cell） 继代培养细胞继代培养细胞（sub-culture cellsub-culture cell） 细胞株细胞株（cell straincell strain） 正常二倍体，接触抑制正常二倍体，接触抑制 细胞系细胞系（cell l

9、inecell line） 亚二倍体，接触抑制丧失亚二倍体，接触抑制丧失 植物细胞植物细胞 类型类型：原生质体培养原生质体培养 （体细胞培养）（体细胞培养） 单倍体细胞培养（花药培养）单倍体细胞培养（花药培养） 非细胞体系非细胞体系（cell-free systemcell-free system） 细胞融合细胞融合（cell fusioncell fusion）细胞杂交细胞杂交（cell hybridizationcell hybridization）单克隆抗体单克隆抗体（monoclonemonoclone antibody antibody）显微操作技术显微操作技术（micromanip

10、ulation techniquesmicromanipulation techniques）遗传分析遗传分析（genetic analysisgenetic analysis） （四）细胞工程与显微操作技术（四）细胞工程与显微操作技术（五）功能基因组学技术（五）功能基因组学技术聚合酶链反应聚合酶链反应技术技术基因芯片技术基因芯片技术 RNARNA干扰技术干扰技术 是一种对特定的是一种对特定的DNA片段在片段在体外进行快速扩增的方法。它利体外进行快速扩增的方法。它利用用DNA半保留复制原理，通过控半保留复制原理，通过控制实验温度，使制实验温度，使DNA处于处于“变性变性-复性复性-合成合成”的

11、反复循环中。的反复循环中。 它最早是由美国它最早是由美国Cetus公司人公司人类遗传研究室的类遗传研究室的kary Mullis及同及同行于行于1985年发现和研制成功，并年发现和研制成功，并因此获得因此获得1993年的诺贝尔化学奖。年的诺贝尔化学奖。 1.1.聚合酶链反应聚合酶链反应Polymerase Chain Reaction2.2.基因芯片基因芯片 又称又称DNA芯片、芯片、DNA微阵列，是生物芯片中微阵列，是生物芯片中发展最成熟以及最先进入应用和商品化的领域。发展最成熟以及最先进入应用和商品化的领域。 基因芯片技术是指将大量（点阵高于基因芯片技术是指将大量（点阵高于400/cm2）特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律地排列固定于支持物上，产生二维地排列固定于支持物上，产生二维DNA探针阵列，探针阵列，然后与标记样品的基因按碱基配对原理进行杂交，然后与标记样品的基因按碱基配对原理进行杂交，通过检测杂交信号强度获取样品分子的数量和序列通过检测杂交信号强度获取样品分子的数量和序列信息，进而实现对生物样品快速、并行、高效地检信息，进而实现对生物样品快速、并行、高效地检测或医学诊断。测或医学诊断。 Gene Chip3.RNA3.RNA干扰技术干扰技术 RNAi现象是现象是Rich Jo