‘壹’ 用放射性同位素标记法为什么能追踪细胞内物质代谢途径
用放射性同位素标记法为什么能追踪细胞内物质代谢途径
同位素示踪法(isotopic tracer method)是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法,示踪实验的创建者是Hevesy.Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移.继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性,以及其后生产方法的建立(加速器、反应堆等),为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障.
一、同位素示踪法基本原理和特点
同位素示踪所利用的放射性核素(或稳定性核素)及它们的化合物,与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的,只是具有不同的核物理性质.因此,就可以用同位素作为一种标记,制成含有同位素的标记化合物(如标记食物,药物和代谢物质等)代替相应的非标记化合物.利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质,就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等,稳定性同位素虽然不释放射线,但可以利用它与普通相应同位素的质量之差,通过质谱仪,气相层析仪,核磁共振等质量分析仪器来测定.放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂(tracer),但是,稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低,可获得的种类少,价格较昂贵,其应用范围受到限制;而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度,测量方法简便易行,能准确地定量,准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点:
1.灵敏度高
放射性示踪法可测到10-14-10-18克水平,即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子.它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍,而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平.
2.方法简便
放射性测定不受其它非放射性物质的干扰,可以省略许多复杂的物质分离步骤,体内示踪时,可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线,在体外测量而获得结果,这就大大简化了实验过程,做到非破坏性分析,随着液体闪烁计数的发展,14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用.
3.定位定量准确
放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变,与某些形态学技术相结合(如病理组织切片技术,电子显微镜技术等),可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布,并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平.
4.符合生理条件
在放射性同位素实验中,所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的,它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的,体内生理过程仍保持正常的平衡状态,获得的分析结果符合生理条件,更能反映客观存在的事物本质. 放射性同位素示踪法的优点如上所述,但也存在一些缺陷,如从事放射性同位素工作的人员要受一定的专门训练,要具备相应的安全防护措施和条件,在目前个别元素(如氧、氮等)还没有合适的放射性同位素等等.在作示踪实验时,还必须注意到示踪剂的同位素效应和放射效应问题.所谓同位素效应是指放射性同位素(或是稳定性同位素)与相应的普通元素之间存在着化学性质上的微小差异所引起的个别性质上的明显区别,对于轻元素而言,同位素效应比较严重.因为同位素之间的质量判别是倍增的,如3H质量是1H的三倍,2H是1H的两倍,当用氚水(3H2O)作示踪剂时,它在普通H2O中的含量不能过大,否则会使水的物理常数、对细胞膜的渗透及细胞质粘性等都会发生改变.但在一般的示踪实验中,由同位素效应引起的误差,常在实验误差内,可忽略不计.放射性同位素释放的射线利于追踪测量,但射线对生物体的作用达到一定剂量时,会改变机体的生理状态,这就是放射性同位素的辐射效应,因此放射性同位素的用量应小于安全剂量,严格控制在生物机体所能允许的范围之内,以免实验对象受辐射损伤,而得错误的结果.
‘贰’ 研究代谢途径的互补测验是什么
需要更具体点,因为生物中的互补实验有好几个,
比如酵母双杂交的互补实验
又如蓝白斑的互补实验
又如双分子荧光互补分析技术等等 双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)分析技术,是由Hu等在2002年最先报道的一种直观、快速地判断目标蛋白在活细胞中的定位和相互作用的新技术。该技术巧妙地将荧光蛋白分子的两个互补片段分别与目标蛋白融合表达,如果荧光蛋白活性恢复则表明两目标蛋白发生了相互作用.其后发展出的多色荧光互补技术(multicolor BiFC),不仅能同时检测到多种蛋白质复合体的形成,还能够对不同蛋白质间产生相互作用的强弱进行比较。目前,该技术已用于转录因子,G蛋白βγ亚基的二聚体形式,不同蛋白质间产生相互作用强弱的比较以及蛋白质泛素化等方面的研究工作上。该方法利用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)及其突变体的特性作为报告基因,将荧光蛋白分割成两个不具有荧光活性的分子片段,再分别与目标蛋白连接。如果两个目标蛋白因为有相互作用而靠近,就使得荧光蛋白的两个分子片段在空间上相互靠近,重新形成活性的荧光基团而发出荧光。在荧光显微镜下,就能直接观察到两目标蛋白是否具有相互作用,并且在最接近活细胞生理状态的条件下观察到其相互作用发生的时间、位置、强弱、所形成蛋白质复合体的稳定性,以及细胞信号分子对其相互作用的影响等,这些信息对研究蛋白质相互作用有一定意义。
‘叁’ 能量代谢的能量测量
按照国际单位系统的规定,法定能量计量单位是焦耳(joule,J)或千焦耳(kJ)。在生理学上有关能量代谢的研究中,热量单位传统使用卡(cal)或千卡(kcal),1千卡是指能使1升纯水从15℃加热到16℃所需的能量。卡和焦耳之间的换算关系是:1cal=4.187J或1J=0.23885cal。
能量代谢的测量方法有很多,比如直接测热法、间接测热法、双标水法、心率检测法、运动传感器法、自我报告法等。
直接测热法的原理是将受试者置于密闭的舱室内,用舱内管道中流动的水来吸收受试者机体所散发的热量,并根据流过的水量以及温度差,来测出水所吸收的热量,以此来确定机体单位时间向外界散发的总热量,此总热量即为能量代谢率。此方法被认为是金标准,测量精确并且受试者可以进行自由活动,但由于设备复杂、造价昂贵以及操作繁琐,很少使用。
间接测热法是通过测量氧气消耗量以及二氧化碳产生量来计算能量消耗。经典的有道格拉斯袋(Douglas bag),但是这种装置使用较为繁琐。其他主要的设备还有人体能量代谢测试舱,其原理是用近似密闭的舱室来连续收集氧气和二氧化碳以此来分析舱内两种气体含量的变化,从而计算能量消耗。这种方法的优点在于受试者在舱内可以自由活动,并且提供了一个不受外界环境干扰的稳定的测试环境。间接热量测试方法被认为是精度比较高的测试方法。通常情况下间接热量测试法用于评定其它测试方法的有效度和可靠性。
双标水法的原理是受试者口服含有氢(H)和氧(O)的稳定同位素的水(H2O),通过收集尿液或唾液中这两种同位素浓度的变化来计算能量消耗。这种方法的优点是无创,准确度和精确度高,但其缺点是价格昂贵而且难以获得能量消耗以及身体活动的模式。
心率检测法的原理是在有氧运动范围内,根据心率和氧气消耗量之间所存在的线性关系,建立校准曲线来估算能量消耗。其优点是操作简单,价格低廉。但是所确立的心率和氧气消耗关系个体性较强,不具有普遍性。
运动传感器可以分为计步器(Pedometers)和加速度计(Accelerometers)两种,其原理是由运动传感器测量躯体相应部位的运动或加速度信息,经过计算间接获得能量消耗。这种方法的特点在于数据可以直接被计算机处理,操作简单,便携性好。目前较新的运动感应器有IDEEA、armband。
自我报告包括身体活动记录表和调查问卷。这种方法的优点是过程简单,便于操作,成本较低。但是由于受试者存在着很强的主观性等因素,此方法不能作为准确测量能量代谢的方法。同时研究人员通过大样本量的人群实验建立了基于性别、年龄、身高、体重的能量预测的代谢方程,通过计算能量代谢来应用于很多领域人群的能量平衡控制,即通过计算能量消耗来估计能量需要,比如可以应用于学校饮食制定、体重管控、住院患者的营养管控等。
‘肆’ 体内药物分析常用的分析方法有
药学专业知识(一)第六章生物药剂学,是研究药物吸收、分布、代谢与排泄过程,阐明药物制剂剂型因素,生物因素与药效关系。下面小编总结了药物在体内的各过程:
体内过程示意图
了解完药物在体内的过程示意图,接着我们来掌握执业药师考试中涉及的相关考点:
1. 需要掌握的几个概念
2. 药物的跨膜转运
【相关考题】
1.大部分口服药物的胃肠道中最主要的吸收部分是
A.胃
B.小肠
C.盲肠
D.结肠
E.直肠
2.借助载体或酶促系统,消耗机体能量,从膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的方式是
A.滤过
B.简单扩散
C.易化扩散
D.主动转运
E.膜动转运
答案:B D
‘伍’ 微生物发酵代谢产物途径中间产物的测定方法
先经分离纯化得到你测纯物质(≥95%),再进行质谱、核磁、同位素等的检测,打出图谱,然后再进行解谱,空间结构的话还需要一些的反应!很复杂!
原理:
比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法,又称吸光亮度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关,溶液的浓度越大,颜色越深,利用光学比较溶液颜色的深度,可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度,可分为光电比色法和分光亮度法等。
步骤
1.
用相同型号的比色管。
2.
配制等体积的系列标准样品。
3.
配制待测样品(与标准样品等体积)。
4.
对比,找出相同的浓度。