生物仪器原理分析课程论文

课程名称：生物仪器分析原理与方法主讲教师：
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《生物仪器分析原理与方法》课程的思考摘要：通过《生物仪器分析原理与方法》课程，对学生的培养和个人学到的一些仪器知识和对课程的一些思考和感想以及建议。

关键词：仪器分析课程思考
引言
在2010年大三的下学期我选修了888老师的课程《生物仪器分析原理与方法》，整个课程下来，我们一共经历了88、88、88、88、88等五位老师，共同学习了PCR与荧光PCR仪、各类显微镜、分光光度法、色谱、电泳、生物安全柜等近20种生物仪器的原理及其使用方法。

当然，由于上课人数的限制，我们只能在教室将理论理解，然后抓紧机会接近仪器，学习使用，动手操作实践。

1 仪器分析的概念与简单介绍
1.1 仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。

这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础。

仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需要使用比较复杂的仪器，产生为分析化学带来革命性的变化，仪器分析是分析化学的发展方向。

1.2仪器分析的特点（与化学分析比较）
一、灵敏度高，检出限量可降低。

如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的 g、 L级，甚至更低。

适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。

二、选择性好。

很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。

三、操作简便，分析速度快，容易实现自动化。

四、相对误差较大。

化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。

多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。

五、需要价格比较昂贵的专用仪器。

仪器分析与化学分析的区别不是绝对的，仪器分析是在化学分析基础上的发展。

少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论；不少仪器分析方法，还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的全过程。

仪器分析有时还需要采用化学富集的方法提高灵敏度；有些仪器分析方法，如分光光度分析法，由于涉及大量的有机试剂和配合物化学等理论，所以在不少书籍中，把它列入化学分析。

2 简单介绍课程学到的几种仪器
2.1 PCR与荧光定量PCR
2.1.1 PCR的原理大家都已经知道，在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应。

DNA聚合酶以单链DNA为模板，借助一小段双链DNA来启动合成，通过一个或两个人工合成的寡核苷酸引物与单链DNA模板中的一段互补序列结合，形成部分双链。

在适宜的温度和环境下，DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3´-OH末端，并以此为起始点，沿模板5´→3´方向延伸，合成一条新的DNA互补链。

2.1.2 荧光定量PCR是通过荧光染料或荧光标记的特异性的探针，对PCR产物进行标记跟踪，实时在线监控反应过程，结合相应的软件可以对产物进行分析，计算待测样品的初始模版。

PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，该探针为一寡核苷酸，两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。

探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收；刚开始时, 探针结合在DNA任一一条单链上;PCR扩增时，Taq酶的5’端－3’端外切酶活性将探针酶切降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，从而荧光监测系统可接收到荧光信号，即每扩增一条DNA链，就有一个荧光分子形成，实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。

2.1.3 TL988型实时荧光定量PCR仪应用领域：一、临床疾病诊断：各型肝炎、艾滋病、禽流感、结核、性病等传染病诊断和疗效评价；地中海贫血、血友病、性别发育异常、智力低下综合症、胎儿畸形等优生优育检测；肿瘤标志物及瘤基因检测实现肿瘤病诊断；遗传基因检测实现遗传病诊断。

二、动物疾病检测：禽流感、新城疫、口蹄疫、猪瘟、沙门菌、大肠埃希菌、胸膜肺炎放线杆菌、寄生虫病等、炭疽芽孢杆菌。

三、食品安全：食源微生物、食品过敏源、转基因、乳品企业阪崎肠杆菌等检测。

四、科学研究：医学、农牧、生物相关分子生物学定量研究。

五、应用行业：各级各类医疗机构、大学及研究所、CDC、检验检疫局、兽医站、食品企业及乳品厂等。

2.2 显微镜的世界
从列文·虎克开始，我们走进了微生物的世界。

在显微镜的引导下，我们看到了越来越多的我们不曾谋面的生命物质，还有各种神奇。

从第一个显微镜的诞生，到现在集合了各个学科领域创造出来的高分辨率的扫描电子显微镜，人类对自己生活的世界分析的越来越透彻，人类不断的用自己的行为在证明着、探索着生命的奥秘。

通过老师的介绍，我们知道了光学显微镜与电子显微镜的原理差别以及分辨率不同的原因所在，了解到通过不同的染色、光线、相差我们可以利用各种不同的显微镜观察不同的细胞结构或物质结构，得到意想不到的效果。

2.3 其他几种仪器分析概述
此后，在袁永泽、祁超等老师的引导下我们相继学习了分光光度计、气相液相色谱分析、流式细胞仪等等一些生物学研究常用的仪器，当然，由于上课人数、时间和实验室设备限制，我们没有能够亲自的去体验这些高科技含量的仪器设备，不过，老师认真详细的讲解以及结合他们自身的体会，让我们对这些仪器有了初步的认识，为我们今后做实验搞研究打下了良好的基础。

3 略论仪器分析课对人才培养的作用
3.1 在教学过程中加强创新意识的培养
这是一门不仅有宽广的知识面，而且具有众多的知识融合点的交叉性课程。

本门课程的最大特点就是各种理论和实践的充分结合，服务于生产和研究等实用性很强的工作之中。

对它的学习过程将是一个知识综合运用能力和分析解决问题能力的提高过程。

在课堂上，老师可以结合自己的学习经验和科研经验，以及科学研究史上一些著名科学家的实验研究故事来让同学们意识到学好理论知识对创新工作的重要性。

3.2 在教学过程中加强创新能力的训练
创新思维能力与其他能力一样，是可以通过教育、训练而激发出来的。

3.3 激励学生们以忘我的工作精神投身生物仪器设备的创新
许多重大的原创性科学研究都依赖于仪器的发展。

诺贝尔奖设立至今，有众多科学家得奖都是借助于先进仪器的诞生而取得重大科学发现，甚至许多物理学家、化学家、医学家直接因为发明仪器而获奖。

正如1992年诺贝尔化学奖获得者R．R．Ernst ：“现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展。

而仪器的发展是开启科学之门的钥匙，而这把钥匙需要孜孜以求的探索者自己去配置。

”例如，日本的田中耕一，因发明了用激光轰击成团的生物大分子的质谱分析法而于2002年获得诺贝尔化学奖。

田中耕一在岛津制作所只是一名普通的研究职员，但是，在公司，不管是下级还是同事，只要问到他实验上的事，他都会认真解答或者一同思考，直到问题解决。

正是因为这种忘我的工作精神才成就了他在仪器分析工作方面的创新。

4 总结
通过《生物仪器分析的原理和方法》，我们学到了很多仪器的基本知识。

而且课程教师的安排也是让老师费心了，各种不同的仪器，老师会找不同的精通一些的教授来给我们讲解，让我们能够学到准确的知识。

但是，由于课堂人数和实验室设备以及时间的限制，我们没有能够都亲临仪器旁去感受，去实践，这是很遗憾的。

所以在此建议今后开课堂人数少一点应该会提高学习效果，也有利于同学们更好的吸收和消化理论的知识。

参考文献
[1]《生物仪器分析原理与方法》课件，杨继红、袁永泽、祁超等
[2]《浅谈生物仪器分析课程教学与创新型人才培养》，曾红娟、刘华、廖小丽、张安英，生命科学仪器2010第8卷，6月刊
[3]《荧光PCR仪检测甲型H N 流感病毒DNA结果分析》，张雪茹、张广武、郭哲，河南科技大学学报(医学版) 2009年l2月第27卷第4期，中图分类号：R373．1 3文献标识码：B 文章编号：1672—688X(2009)04—0263—02
[4]/view/893953.htm，有关荧光定量PCR的百度百科
[5]陈彬，袁建胜，陆琦；创新型人才培养路在何方，科学时报：2009．3．17．
[6]马大猷；自主创新敢争人先，科学时报：2009．1．31．
[7]http：／／www．ruanyifeng．eom／blog／2OO7／O8／koiehi_tanaka．html，阮一峰的网络日志，诺贝尔化学奖得主田中耕一的故事。