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细胞内研究方法

发布时间:2022-07-26 05:31:49

① 细胞生物学中常用的实验技术或者方法

第二节 细胞生物学实验方法与技术
当前细胞生物学与医药保健事业联系的较为紧密的热点问题主要有以下几种:1)真核细胞基因结构及其表达调控;2)细胞膜、膜系、受体与信号传递研究;3)细胞生长、分化、衰老、癌变、死亡,尤其是程序性细胞死亡的研究;4) 细胞工程,包括基因工程及体细胞核移植的研究。
一、细胞培养常用方法
1、细胞原代培养(primay culture) 又称初代培养,即直接从机体取下细胞、组织、或器官、让他们在体外维持与生长。原代细胞的特点是细胞或组织刚离开机体,他们的生物状态尚未发生很大的改变,一定程度上可反映他们在体内的状态,表现出来源组织或细胞的特性,因此用于药物实验尤其是药物对细胞活动、结构、代谢、有无毒性或杀伤作用等研究是极好工具。常用的原代培养方法有组织快培养法及消化培养法。前者方法简单,细胞也较易生长,尤其是培养心肌有时能观察到心肌组织块的搏动。细胞从组织块外长并铺满培养皿或培养瓶后即可进行传代。2、细胞的传代培养 当细胞生长至单层汇合时,便需要进行分离培养否则会因无繁殖空间、营养耗竭而影响生长,甚至整片细胞脱离基质悬浮起来直至死亡。为此当细胞达到一定密度时必须传代或再次培养,目的是借此繁殖更多的细胞,另一方面是防止细胞的退化死亡。
二、器官培养方法
器官培养(organ culture)是指用特殊的装置使器官、器官原基或它们的一部分在体外存活,幷保持其原有的结构和功能。器官培养可模拟体内的三维结构,用于观察组织间的相互反应、组织与细胞的分化以及外界因子包括药物对组织细胞的作用。
器官培养方法很多,最经典的方法即表玻皿器官培养法;一种最常用的方法是不锈钢金属网格法及Wolff培养法和扩散盒培养法,实验者可根据情况选择采用。
三、放射自显影术测定
放射自显影术(autoradiography)是利用放射性同位素电离辐射对核子乳胶的感光作用,显示标本或样品中放射物的分布、定量以及定位的方法。放射性同位素能在紧密接触的感光乳胶中记录下它存在的部位和强度,准确显示出形态与功能的定位关系。现已可将放射自显影术与电镜以及生物分子结合起来。不但可以研究放射性物质在组织和细胞内的分布代谢,而且可以揭示核酸合成及其损伤等改变,目前已在生命科学各领域被广泛应用。
四、染色体分析技术
染色质或染色体是遗传物质在细胞水平的形态特征。前者是指当细胞处于合成期时遗传物质经碱性染料着色后,呈现出细丝状弥漫结构;当细胞进入分裂期时,染色质细丝高度螺旋化凝聚为形态有特征的染色体。特别是在分裂中期,复制后的染色体达到最高程度的凝聚,称为中期染色,是进行染色体形态观察分析的最佳时期。染色体分析应用领域越来越广,主要用于以下几方面:1)为临床诊断提供新手段;2)研究不育和习惯性流产发生的遗传基础;3) 通过检查胎儿的染色体,预防有染色体异常患儿出生(先天愚型);4)根据染色体的多肽性进行亲子和异型配子的起源研究;结合DNA重组技术可以将基因定位于染色体的具体区带上。
五、电镜技术
早在1940年,英国剑桥大学首先试制成功扫描电子显微镜,但因分辨率低无实用价值。1965年英国剑桥科学仪器有限公司开始生产出商品扫描电镜,其以显着优点广泛用于生物学、医学、物理学、化学、电子学及勘探、冶金、国防、公安、机械与轻工业等诸多领域,并已成为非常有用的研究工具。

② 研究活细胞或组织最好的方法是

1(常用光镜标本制备技术

切片标本的制备。这是最常用的方法。应用光学显微镜观察机体各部的微细结构时,首先应把所有要观察的材料制成薄片,最基本的就是切片方法,其中石蜡切片更为常用。其制备程序大致如下:

(1)取材与固定。将所要观察的人体或动物的新鲜材料切成适当的小块,立即浸入固定液(如甲醛溶液等)中进行固定,防止离体后结构发生变化,使其尽可能保持活体时的结构状态。

(2)脱水与包埋。为了使石蜡能浸入组织内,把固定好的材料用乙醇等脱水,经二甲苯透明后,再浸入加温溶化的石蜡中浸透包埋使组织块变硬。

(3)切片与染色。将包埋的组织蜡块,用切片机切成5-10μm左右的薄片,贴在载玻片上,脱蜡后进行染色。最常用的染色法是苏木精和伊红染色,简称HE染色。

(4)封固。在切片上滴加中性树胶,用盖玻片进行封固,保存备用。

在制作较硬组织(如骨组织等)或较大组织器官(如眼球)等切片,可用火棉胶代替石蜡进行浸透包埋,再进行染色。为了较好地保存细胞内酶的活性 ,可选用冰冻切片,将组织在低温条件下快速冻结,直接切片,进行染色。

2(涂片、铺片、磨片标本的制备

血液等液体材料,可直接在玻片上涂片,干燥后再进行固定和染色。疏松结缔组织和肠系膜等薄层组织,可在玻片撕开展平,制成铺片,待干燥后进行固定和染色。骨和牙等坚硬组织除用酸(稀硝酸等)脱钙后再按常规制成切片外,还可直接研磨成薄的磨片进行染色观察。

3(组织化学和免疫组织化学方法

组织化学与细胞化学是应用物理、化学和免疫学方法,对组织、细胞内某些化学成分的定性、定位和定量进行研究,从而探讨与其相关的机能活动。

(1)组织化学。其原理是在组织切片上或被取材料上,加某种试剂,使它与组织或细胞内某些物质起化学反应,形成最终反应产物。光镜组织化学要求其最终产物是有色的沉着物;电镜细胞化学要求其最终产物是重金属沉着物。观察其沉着物的颜色、深浅或电子密度,可对某种物质进行定性、定位和定量。

(2)免疫细胞化学。是将免疫学基本理论与细胞化学技术相结合而建立起来的新技术。主要是应用抗原与抗体特异性结合的特点,检测细胞内某些肽类和蛋白质等大分子物质的分布。肽类和蛋白质种类繁多,均具抗原性。提取动物的某些肽类和蛋白质,作为抗原注入另一种动物体内,则产生与抗原相应的特异性抗体(免疫球蛋白),从血清中制备该抗体。如使抗体与荧光素结合,则形成荧光标记抗体。常用的荧光素为异硫氰酸荧光素(FITC),当用该荧光素标记抗体处理组织切片时,则与组织内相应抗原发生特异结合,在荧光显微镜下呈黄绿色荧光部分,即为抗原抗体复合物,称此为荧光标记抗体法。如抗体与辣根过氧化物酶(HRP)等酶标记,与抗原结合后呈棕红色,可在光镜或电镜下观察,此即酶标抗体法。

4(组织培养

组织培养或细胞培养是在体外研究活组织或活细胞的形态结构和生理功能动态变化的一种很有价值的研究手段,已广泛应用于生物医学的各个领域。组织培养是在无菌条件下进行,从机体取得的活组织或活细胞,或者长期传代培养的细胞株,放入盛有营养液的培养基

③ 细胞增殖的研究方法

细胞增殖的研究方法有很多,主要包括:BrdU,EdU,CCK8等方法。其中EdU检测方法是最新的细胞增殖检测方法。
EdU是一种胸腺嘧啶核苷类似物,能够在细胞增殖时期代替T渗入正在复制的DNA分子,通过基于EdU与Apollo®荧光染料的特异性反应检测DNA复制活性,通过检测EdU标记便能准确地反映细胞的增殖情况。与BrdU检测方法相比,EdU检测方法更快速、更灵敏、更准确。EdU检测染料只有BrdU抗体大小的1/500,在细胞内很容易扩散,无需DNA变性(酸解、热解、酶解等)即可有效检测,可有效避免样品损伤,在细胞和组织水平能更准确地反映细胞增殖等现象。

④ 研究细胞需要哪些步骤

1.观察前的准备
(1)置显微镜于平稳的实验台上,镜座距实验台边沿约为一寸左右.镜检者姿势要端正,一般用左眼观察,右眼便于绘图或记录,两眼必须同时睁开,以减少疲劳,亦可练习左右眼均能观察.显微镜构造见右图.
(2)显微镜是光学精密仪器,在使用时要特别小心,使用前要熟悉显微镜的结构和性能,检查各总零件是否完好无损.镜身有无灰尘,镜头是否清洁,做好必要的清洁和调整工作.
(3)调节光源对光时应避免直射光源,因直射光源影响物像的清晰,损坏光源装置和镜头,并刺激眼睛.晴天可直接用窗外的散射光,如明暗天气,可用8-30W日光灯或显微镜灯照明调节光源及光照的一般步骤:将低倍物镜旋至镜筒下方,旋转粗调节轮,使镜头和载物台距离约为0.5cm左右.
上升聚光器,使与载物台表面同样高.否则使用油镜时光线较暗.
左眼看目镜,调节反光镜镜面角度(反光镜有凹平两面,光线较强自然光源,宜用平面镜;光线较弱的天然光源或人工光源,宜用凹面镜.)对光使全视野内为均匀的明亮度.凡检查染色标本时,光线应强;检查未染色标本时,光线不宜太强.可通过扩大或缩小光圈、升降聚光器、旋转反光镜调节光线.
2.低倍镜观察.
检查的标本须先用低信镜观察,因为低倍镜视野较大,易发现目标和确定检查的位置.
(1)先将标本玻片置于载物台上,并将标本部位处于物镜的正下方,转动粗调节轮,下降物镜或上升载物台使物镜至标本0.5cm处.
(2)左眼看目镜,同时反时针方向慢慢旋转粗调节轮,当在视野内出现物象后,改用细调节轮,上下微微转动,直至视野内获得清晰的物象.然后认真观察标本各部位,确定并将需进一步要观察的部位移视野中央,准备用高倍镜观察.
3.高倍镜观察;
将高倍镜转正至正下方,在转换接物镜时,需用眼睛在侧面观察,避免镜头与玻片相撞.然后由接目镜观察,再仔细调节光圈和聚光镜,使光线的明亮度适宜,同时再仔细正反两方向微转动细调节轮,直至获得清晰的物象后为止,找到最适宜于观察的部位.需进一步要观察的部位移视野中央,准备用油镜观察.
4.油镜观察:
(1)上升聚光器,全开虹彩光圈(2)用粗调节轮提起镜筒或下降载物台,转动转换器将油镜转至镜筒正下方.在玻片标本的镜检部位滴上一滴香柏油.右手顺时针方向慢慢转动粗调节轮使镜筒下降或载物台上升,与此同时,从显微镜的侧面观察使油镜浸入油中,直到几乎与标本接触时为止.注意不要压到标本,以免压碎玻片,甚至损坏油镜头.
(3)从接目镜内观察,进一步调节光线,使光线明亮,再用粗调节轮将镜筒徐徐上升或将载物台徐徐下降,直到视野内出现物像为止,然后用细调节轮校正焦距.如油镜已离开油面而仍未见物象,必须再从侧面观察,将油镜降下,重复操作至物象看清为止.
5.换片观察完一个标本后,如果想要再观察另一标本时,需先将高倍物镜(或油竟镜)转回到低倍物镜,取出标本,按放片的方法换上新片,即可观察.千万不可在高倍物镜(或油竟镜)下换片,以防损坏镜头.

⑤ 细胞生物学研究常用的技术有哪些请列举3种不同的细胞生物学研究方法对现代生细胞生物学研究常用的技术

免疫荧光,免疫组化,电子显微镜。

⑥ 细胞生物学的研究方法

细胞生物学广泛地利用相邻学科的成就,在技术方法上是博采众长,凡是能够解决问题的都会被使用。例如用分子生物学的方法研究基因的结构,用生物化学、分子生物学的方法研究染色体上的各种非组蛋白和它们对基因活动的调节和控制或者利用免疫学的方法研究细胞骨架的各种蛋白(微管蛋白、微丝蛋白、各种中等纤维蛋白)在细胞中的分布以及在生命活动中的变化。起源于分子遗传学的重组DNA技术和起源于免疫学的产生单克隆抗体的杂交瘤技术,也成了细胞生物学的有力工具。显然,一种方法所解决的问题不一定属于原来建立这一方法的学科。例如用分子生物学的方法解决了核小体的结构,严格地说这应是形态学的范畴。这样的例子并不少见,在这里学科的界限也被抹掉了。也许可以说细胞核移植、微量注射和细胞融合是细胞生物学自身发展起来的方法,但是用这些方法进行的实验往往也需要其他方法配合来做进一步分析。 细胞生物学与其说是一个学科,倒不如说它是一个领域。这可以从两个方面来理解:一是它的核心问题的性质──把发育与遗传在细胞水平结合起来,这就不局限于一个学科的范围。二是它和许多学科都有交叉,甚至界限难分。例如,就研究材料而言,单细胞的原生动物既是最简单的动物,也是最复杂的细胞,因为它们集许多功能于一身;尤其是其中的纤毛虫,不仅对于研究某些问题,例如纤毛和鞭毛的运动,特别有利,关于发育和遗传的研究也积累了大量有价值的资料。但是这类研究也可以列入原生动物学的范畴。其次,就研究的问题而言,免疫性是细胞的重要功能之一,细胞免疫应属细胞生物学的范畴,但这也是免疫学的基本问题。
由于广泛的学科交叉,细胞生物学虽然范围广阔,却不能像有些学科那样再划分一些分支学科──如象细胞学那样,根据从哪个角度研究细胞而分为细胞形态学、细胞化学等。如果要把它的内容再适当地划分,可以首先分为两个方面:一是研究细胞的各种组分的结构和功能(按具体的研究对象),这应是进一步研究的基础,把它们罗列出来,例如基因组和基因表达、染色质和染色体、各种细胞器、细胞的表面膜和膜系、细胞骨架、细胞外间质等等。其次是根据研究细胞的哪些生命活动划分,例如细胞分裂、生长、运动、兴奋性、分化、衰老与病变等,研究细胞在这些过程中的变化,产生这些过程的机制等。
当然这仅是人为地划分,这些方面都不是各自孤立的,而是相互有关连的。从细胞的各个组分讲,例如表面膜与细胞外间质有密切关系,表面膜又不是简单地覆盖着细胞质的一层膜,而是通过一些细微结构──已经知道其中之一是肌动蛋白分子,这又联系到细胞骨架了──与细胞质密切相连。这样,表面膜才能和细胞内部息息相关。另一方面,从研究的问题出发,研究分裂、分化等生命现象,离不开结构的基础。例如研究细胞分裂就涉及到染色质怎样包扎成染色体,染色体的分裂和运动,细胞骨架的变化包括微管蛋白的聚合和解聚,与表面膜有关的分裂沟的形成,还有细胞分裂的调节与控制。再如研究细胞分化除去要了解某种细胞在分化过程中细胞器的变化、它们所特有的结构蛋白质的变化,主要地还要了解导致分化的物质基础以及这些物质怎样作用于基因调控的水平,导致有关的基因被激活。可见研究的重点尽管可以人为地划分,但一定要把细胞作为一个整体看待,一定要把生命过程和细胞组分的结构和功能联系起来。 既然细胞生物学的主要任务是把发育和遗传联系起来,细胞分化这个问题的重要性就不言而喻。因为就整个有机体而言,遗传特点不仅显示在长成的个体,而是在整个生命过程不断地显示出来。在细胞水平,细胞的分化也就是显示遗传特征的过程,例如鸟类、爬行类的水晶体,其中所含的晶体蛋白是α、β、δ三种,不同于哺乳类,后者含有α、β、γ三种。在鸟类的晶体分化中首先出现大量的δ晶体蛋白,但是在哺乳类晶体分化中却找不到这种蛋白。可见某种细胞的分化特征的出现,也就是它们的遗传特征的出现。但是这仅是在细胞水平就一种生化性状(特异的蛋白质)在一种特化细胞中的出现而言,情况当然还比较简单,如果涉及到一个由多细胞组成的形态学性状,情况会复杂得多,但是性状发生的过程仍然是遗传表现的过程。
像晶体细胞分化这样的例子,细胞生物学的术语称之为终末分化,也就是走向成熟的分化,其分化的产物就是这种细胞的终末产物。由于取材方便,产物比较单一易于分析等原因,细胞分化的研究中关于终末分化的研究占很大的比重,研究得比较多的是红细胞、肌细胞、胰脏细胞、晶体细胞、黑色素细胞、软骨细胞等。
一个经常被引用的例子是红细胞中血红素的转换。人类胚胎早期的红细胞中首先出现胚期血红素,后来逐渐被胎儿期血红素所代替,胎儿三个月之后,后者又被成体型血红素所代替。关于这些血红素已经有很多研究。例如它们各自由那些肽链组成,这些肽链在个体发育中交互出现的情况,它们各自的氨基酸组成和排列顺序,各个肽链的基因位点,以至基因的结构都已比较清楚,工作可以说是相当深入了。
但是,追根到底有些问题依然没有得到明确的解答,甚至没有解答──这也适用于关于其他细胞的终末分化的研究。例如,为什么胚期血红素会在红细胞而不在其他细胞中出现?为什么会发生血红素的转换?关于前一问题,有人曾分别地从鸡的输卵管细胞(不产生血红素)和红细胞(产生血红素)提取染色质,用酶来切割,观察到两种来源的染色质对酶的抵抗力不同。来自红细胞的易于受到酶的攻击,推测这可能由于核小体的构型不同。红细胞中含有珠蛋白基因段落的核小体构型较松弛,因而易于受到影响;构型较松弛也就为RNA聚合酶在上面转录产生信使RNA提供了条件。但是如果追问下去,为什么单单在红细胞里核小体的构型比较松弛?RNA聚合酶怎样识别出这样的段落?这些问题还需进一步研究。其次,关于胚期血红素向胎儿期血红素的转换。用两种荧光染料标记两种免疫抗体,观察到在同一红细胞中有两种血红素的存在,说明转换不是由于出现不同的细胞,而是由于同一细胞相继地产生了不同的血红素。是什么原因使得血细胞停止生产原有的而产生出新的血红素?也许可以说是发育的“程序”,但还要回答发育程序得以实现的物质基础是什么。所有这些问题的解答,将使我们对基因选择性表达的认识有极大的迈进。 实现了终末分化的细胞,已经失去了转变为其他细胞类型的潜能,只能向一个方面分化。例如红细胞,虽然发生血红素的转换,但不能转变为其他类型的正常细胞,与胚胎细胞相比,它们的情况要简单些,因为胚胎细胞在尚未获得决定的时候是具有广泛潜能的。拿中胚层细胞来说,它们既可以分化为肌细胞,也可以分化为前肾细胞、血细胞、间质细胞等。已经初步知道,外界因素可以影响中胚层细胞向肌细胞或红细胞的方向分化,但是这因素是什么,怎样作用,都一无所知。在这里,首先要使中胚层细胞向某一方向分化,然后那一方向(例如红细胞)所特有的一套终末分化的步骤才得以进行下去。形象化地说,中胚层细胞中似乎存在着向不同方向分化的开关,打开某一个开关(例如红细胞的),才能进行那一方向的分化,这当然比终末分化更复杂些,对此还一无所知。

⑦ 研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能需要将这些细胞器分离出来常用的方法是

答案是差速离心法
研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能,需要将这些细胞器分离出来,常用的方法是差速离心法.差速离心法是将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管,用高速离心机在不同的转速下进行离心,利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开。

PS:密度离心法应用于DNA半保留复制验证实验中轻链带(离心管上部),杂合链带(位置居中)和重链带(最靠近离心管底部)在氯化铯溶液中的位置定位.

祝楼主新年快乐,新的一年,合家欢乐,幸福美满!!!

⑧ 已知基因序列的新蛋白的细胞内定位研究方法

既然是已只基因序列,那么就在vitro(体外)环境下,合成这种蛋白质,然后把这些蛋白质用荧光标记,或者放射性标记(radio label),然后把这些蛋白质重新注射回细胞内,然后跟踪标记就行了.

大体思路就是这样了,中间一些技术细节还需要再讨论.
但是有一点,我想不太通,就是如果这里的蛋白质是真核生物的蛋白质的话,就设计到初步转录后的splicing以及post modification,而这两步是在vitro环境下无法完成的,所以如果是真核蛋白质的话,需要利用plamids把这段基因整合到yeast里,然后然yeast来生产新蛋白,然后再进行标记.

抱歉,生物学到后面大多都用英文的表达方式了,中文翻译表达可能有点不是很准确,所以直接用英文了,请见谅.

⑨ 细胞工程的研究对象及方法有哪些

细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说,它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株,并可以产生新的物种或品系。
细胞工程(Cell engineering):

是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法,按照人们的需要和设计,在细胞水平上的遗传操作,重组细胞结构和内含物,以改变生物的结构和功能,即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法,快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。

细胞工程与基因工程一起代表着生物技术最新的发展前沿,伴随着试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世,细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。

21世纪合成生物学的发展,采用计算机辅助设计、DNA或基因合成技术,人工设计细胞的信号传导与基因表达调控网络,乃至整个基因组与细胞的人工设计与合成,从而刷新了基因工程与细胞工程技术,并将带来生物计算机、细胞制药厂、生物炼制石油等技术与产业革命。

⑩ 细胞生物学的研究方法有哪些

生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。这些方法综合而成现代生物学研究方法体系和研究框架。18世纪下半叶

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