生物分析化学
生物分析化学和检验检测技术的应用
生物分析化学和检验检测技术的应用随着社会的发展和科技的不断进步，生物分析化学和检验检测技术的应用越来越广泛。
生物分析化学指利用化学方法分析生物样本，以了解生物过程和机制的一门学科；检验检测技术则是将技术手段应用于检测和诊断等方面，用于保证人们的生命健康和生产安全。
生物分析化学和检验检测技术的应用相互关联，可以应用于医学、食品、环境等领域。
本文将从这三个方面进行阐述。
医学领域是生物分析化学和检验检测技术的主要应用领域之一。
在医学方面，从临床检验、病毒检测、药物研发到基因测序等方面都离不开这两项技术。
例如，在临床检验中，通过对血液、尿液等样本的生化分析，可以判断人体内各种指标的正常水平，如血糖、肝功能、肾功能等。
在病毒检测方面，生物分析化学更是起到了至关重要的作用。
举个例子，钱氏埃博拉病毒疫苗的研发就采用了生物分析化学和检验检测技术。
此外，生物分析化学和检验检测技术还广泛应用于药物研发和基因测序等领域，这些技术的应用为医学科学研究提供了有力的保障。
食品安全也是一个重要领域，因为食品与人们的健康直接相关。
在食品领域，生物分析化学和检验检测技术主要用于确保食品的安全和卫生。
例如，在食品中添加的消息素等成分，通过生物分析化学的检测，可以确保食品中这些成分的含量不会过高。
此外，生物分析化学和检验检测技术也为食品鉴定和溯源提供了可靠的技术支持，确保食品的来源和出产过程真实可靠。
环境保护也是生物分析化学和检验检测技术的一个应用领域。
现代社会生产活动的不断增强，使环境问题变得十分突出。
污染物的种类和数量越来越多，这就需要采用生物分析化学和检验检测技术的相关方法来检测环境污染解决方案的质量。
例如，环境水样的分析测试，通过使用生物分析化学技术，可以检测水中各种污染物的浓度；此外，利用检验检测技术检测排放的污染物的种类和数量，也是保障我们的环境安全的一种重要手段。
总结生物分析化学与检验检测技术的应用覆盖了医学、食品、环境等多个领域。
生物分析化学
与茚三酮的显色反应
α-氨基酸与茚三酮的水合物在水溶液中加热时， 生成蓝紫色或紫色化合物，同时产生醛、二氧化 碳和氨。这个反应非常灵敏，是鉴定氨基酸最迅 速、最简单的方法，常用于α-氨基酸的比色测定 或纸层析、薄层层析时的显色。
三．氨基酸分离分析方法
原因：氨基酸种类多 结构较相似 不经分离，难以直接分析
分离与检测
衍生后的氨基酸一般在高效C18或C8柱上， 根据液液分配原理进行分离。流动相多以乙酸盐 或磷酸盐缓冲液为主，以乙睛、甲醇或四氢呋喃 为调节剂。由于氨基酸衍生物仍保留着两性化合 物的特点，故除改变调节剂的比例外，还可通过 调节缓冲液pH值，离子强度、柱温等使之达到理 想的分离
邻苯二甲醛
异硫氰酸苯酯
先将氨基酸进行柱前衍生，使之与带有疏水基 团的衍生剂反应生成利于在反相柱上保留、分 辨的化合物，经柱分离后，再根据衍生物的光 学特性选择相应的检测器进行检测、定性与定 量。
目前国内外应用最广、影响最大的柱前衍生剂有 邻苯二甲醛（OPA）、异硫氰酸苯酯（PITC）、 二硝基氯苯（PDNB）和二甲基氨基偶氮苯磺酞氯 等。
通过改换Li+ 缓冲液体系可分离。
衍生与检测
多数氨基酸没有生色基团，因此在紫外可见光区 无吸收（在常规蛋白水解氨酸中只有苯丙氨酸 ,酪 氨酸和色氨酸三个有紫外吸收），必须将之衍生、 转化为具有紫外可见光吸收或能产生荧光的物质 才能检测分析。
常用的衍生法
茚三酮法：经色谱柱分离的氨基酸与茚三酮溶液 混合、加热后，多数a一氨基酸可与茚三酮反应生 成兰紫色的化合物，其最大吸收波长为570nm，a 一氨基酸与茚三酮的反应方程式如下：
蛋白质结构的复杂性
分子中含有 100多个氨基酸的残基 具有特定的构型 可分为四级结构
化学中的分析化学和生物化学
化学中的分析化学和生物化学在化学学科中，分析化学和生物化学是两个非常重要的分支。
前者是研究物质的成分和性质，并通过实验和测试来分析和确定物质的成分和质量。
后者则是研究化学分子在生物体内的作用和反应。
虽然它们都属于化学学科，但它们的研究对象和研究方法却有所不同。
分析化学是一种基础的化学研究方法，用于确定物质的成分和质量。
分析化学包括定量分析和定性分析两个方面。
定量分析的目的是确定物质中每个成分的相对含量，而定性分析则是确定物质中存在的化学成分。
为了进行这些分析，分析化学家会使用各种技术和工具来获取物质样品的信息，例如光度计、电解质分析仪和红外光谱仪等。
生物化学则是一种应用化学的学科，主要研究生物分子在生物体内的化学作用和反应。
生物化学家研究的对象包括生命过程中的分子、细胞和组织等。
生物化学是集生物学、化学和生物物理学为一身的交叉学科，它涉及了许多生物学领域的重要问题，如基因转录、蛋白质合成、酶反应等。
分析化学和生物化学的研究方法和技术也是有很大不同的。
分析化学中，实验通常需要精确重量的试剂和容器、高精度的测量仪器和严格的实验条件。
此外，还需要进行化学反应来处理样品，并通过光谱法、电化学等手段来分析和测定样品中的元素、化合物、分子等成分。
不过与此不同，生物化学研究的是生命体系，因此，实验条件必须准确反映生物系统的特点。
例如，在研究生物分子时经常需要在生物体内直接观察生物分子的化学反应，需要使用专门的生理实验技术，例如克隆技术、细胞培养、分子生物学等。
虽然分析化学和生物化学之间存在很大的差异，但它们同样重要。
这两个领域的研究给我们提供了更深入的了解物质和生命体的信息，并帮助我们更好地改善人类生活。
例如，分析化学家可以在药物研究中确定药物的合成途径、提取和纯化技术，从而开发出更安全和有效的药品。
生物化学家通过研究生物分子的变化，能够揭示疾病的发生和进展的机理，并开发出更好的治疗方法。
总之，分析化学和生物化学虽然存在巨大的差异，但它们共同构成了化学的重要领域。
《无机化学》《有机化学》《分析化学》《生物化学》实验教学大纲
无机化学课程实验教学大纲一、课程基本信息开课单位：适用专业：课程名称：无机化学课程代码：课程类型：学分：4总学时：64 理论学时：48 实验（上机）学时： 16考核方式：考查先修课程：无后续课程：有机化学二、课程简介（一）课程性质和任务化学作为一门中心学科，在社会的进步和医学的发展过程中发挥的巨大的作用，无机化学是医学及护理学各专业的一门基础课，学好这门课是非常重要的，它可以为学习后续课程及从事医学研究工作打下必要的基础。
通过本课程的学习，使学生在中学化学学习的基础上较系统地掌握无机化学基础理论、基本知识、重要化合物的性质、实验技能和独立操作的能力，以期为学生今后课程的学习奠定基础。
由于当代科技的突飞猛进，知识更新不断加快，教师可在完成大纲基本要求的前提下，结合本专业的发展适当介绍相关研究领域的某些新理论、新进展，以供同学参考。
（二）课程目标本课程的教学基本要求是掌握普通化学的基本原理及与药学专业有关的无机化合物的知识，包括无机物的性质、组成和结构等。
通过对本课程的学习，使学生在中学化学学习的基础上较系统地掌握无机化学基础理论、基本知识、重要化合物的性质、实验技能和独立操作的能力，以达到为学生在今后课程的学习、工作和科研上奠定必要的基础。
三、实验学时安排说明根据本专业需要及教学大纲要求选做16学时的实验课。
四、实验教学内容及要求实验项目：一、常用仪器及实验基本操作实验学时：4学时实验目的：掌握一般光学仪器胶头滴管、移液管、量筒、托盘天平和容量瓶的使用方法；熟悉化学实验常用仪器；明确并遵守化学实验室的规则。
实验内容：胶头滴管的使用；托盘天平的使用；量筒的使用；移液管与吸量管的使用；容量瓶的使用；认识常用化学实验仪器。
实验报告及作业：写出粗盐提纯的结果；写出常用化学仪器使用的注意事项。
实验项目：二、溶液的配制与稀释实验学时：4学时实验目的：掌握各种浓度溶液的配置方法；练习台秤和量筒的使用；掌握溶液的配置与稀释方法。
生物分析化学要点提纲
《生物分析化学》要点提纲(2015)第一章生物分析化学绪论1.分析化学主要研究内容（组成、含量、结构）2.原位（in situ）、在体（in vivo）、实时(real time)、在线(on line)3.灵敏度、检测限，回收率、相关系数第二章生物光谱分析法4.光与物质的作用（反射、透射、散射、吸收、发射）5.荧光和磷光产生的原理，两者差异6.荧光的激发光谱、发射光谱、Stokes位移、荧光产率、荧光寿命、弛豫、淬灭7.影响荧光强度的因素，如何影响，解释原因8.荧光强度与浓度的关系，荧光光谱仪的结构9.瑞利散射、拉曼散射、表面增强拉曼散射，产生表面增强拉曼散射的原因10.自发辐射、受激辐射、分子极性、分子偶极矩、金属增强的荧光，上转化荧光、荧光共振能量转移FRET、光诱导电子转移PET第三章生物传感器11.生物传感器，举例说明12.电化学生物传感器原理，酶电极13.（逆）压电效应，常见压电材料，压电效应的应用14.石英晶体微天平传感器的传感原理15.Sauerbrey公式，举例说明石英晶体微天平传感器的应用16.表面等离子体共振，渐逝波/隐失波，举例说明表面等离子体共振传感器的应用17.分子印迹、分子信标18.生物芯片分类，DNA芯片的分析原理，了解生物芯片的应用（举例）第四章免疫分析法19.抗原，半抗原，抗原决定族，抗体20.抗原抗体间结合力（静电力、范德华力、氢键、疏水作用），主要的结合力，亲和力和亲合力21.影响抗原抗体反应的因素22.标记免疫技术，有哪些种类?23.ELISA，ELISA特点，举例说明ELISA分析的步骤24.化学发光，生物发光25.化学发光免疫分析，分析过程示意图，举例说明26.电化学发光免疫分析，分析过程示意图，举例说明27.免疫金，胶体金银染色，举一例说明胶体金标记免疫分析28.时间分辨荧光分析原理，应用举例第五章显微镜分析法29.放大倍数，分辨率，分辨率的影响因素，人眼的分辨率，普通光学显微镜的分辨率30.电子显微镜比普通光学显微镜具有更大放大倍数原因31.透射电镜与扫描电镜的差异32.隧道效应33.扫描隧道显微镜的原理，原子力显微镜的原理34.常见的扫描探针显微镜种类，举例说明扫描探针显微镜的应用35.扫描近场光学显微镜的放大倍数为什么比普通光学显微镜大得多?。
生物分析化学选择题
1.消除迁移电流的方法是【 A 】A 在溶液中加入大量的支持电解质B 在溶液中加入Na2CO3C 在溶液中加入明胶等非离子型表面活性剂D 在溶液中加入掩蔽剂2.严重影响经典极谱分析检测下限的因素是【 D 】A 电解电流B 扩散电流C 极限电流D 充电电流3.空心阴极灯为下列哪种分析方法的光源【 D 】A 原子荧光法B 紫外-可见吸收光谱法C 原子发射光谱法D 原子吸收光谱法4.下列可作为基准参比电极的是（A）A、SHEB、SCEC、玻璃电极D、金属电极E、惰性电极5. 高效液相色谱与气相谱比较，其特色为（E)A、分离效能高B、分析速度快C、灵敏度高D、样品用量少E、样品不需气化6.气相色谱法，其操作形式而言属于（A)A、柱色谱法B、纸色谱法C、薄层色谱法D、气-固色谱法E、气-液色谱法7.下列哪些不属于仪器分析方法的特点 ( B )A 灵敏度高B 取样量少C 准确度高D 分析效率高8.用实验方法测定某金属配合物的摩尔吸收系数，测定值的大小决定于 ( B)A 配合物的浓度B 配合物的性质C 比色皿的厚度D 入射光强度9.指出下列哪种因素对朗伯-比尔定律不产生偏差 ( C )A 溶质的离解作用B 杂散光进入检测器C 溶液的折射指数增加D 改变吸收光程长度10.玻璃电极的内参比电极是（C ）。
A.标准氢电极B.甘汞电极C.银-氯化银电极D.银电极E.铂电极11.用分光光度法测定一有色溶液，当其浓度为c 时，测得透光率为T 。
假若其浓度为c 21时，则其透光率为（D ）。
A.c 21 D.T E.T lg 21 12.在吸附色谱中，吸附常数K 值大的组分（B ）。
A.溶解度大B.被吸附的更牢固C.极性小D.在柱内保留时间短 E.移动速度快13.【 ④ 】分离度的影响因素不包括① 容量因子② 相对保留值③ 理论塔板数④峰面积14.【 ③ 】原子吸收分光光度分析中光源的作用是① 提供试样蒸发和激发所需的能量 ② 产生紫外光③ 发射待测元素的特征谱线 ④ 产生具有足够强度的散射光15.【②】会影响毛细管电泳分离效应的主要因素是①毛细管柱性质②焦耳热③电渗流的大小④电渗流的方向16.【②】物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于（）①原子的核内层电子的跃迁②原子核外层电子的跃迁③分子的振动④分子的转动17.【①】原子化器的主要作用是（）①将试样中待测元素转化为基态原子②将试样中待测元素转化为激态原子③将试样中待测元素转化为中性分子④将试样中待测元素转化为离子18.【②】pH玻璃电极在使用前一定要在水中浸泡24，目的在于（）①清洗电极表面，除去沾污的杂质②活化电极，更好地形成水化层③降低不对称电位和液接电位④校正电极19.【②】在以下哪种情况下，仪器必须调零①在使用荧光光度计中，用校准曲线法。
分析化学在生物科学中的应用
分析化学在生物科学中的应用王远一飞摘要：分析化学在环境科学中主要是研究环境中污染物的种类、成分，以及如何对环境中化学污染物进行定性分析和定量分析，并采用一系列仪器或方法对环境进行时时监测，以便能及时对环境的变化采取措施，从而达到保护环境的目的。
本文主要对分析化学在环境科学中的具体研究对象、常用分析方法及目前的发展趋势做出详细的论述，从而让读者对分析化学在生物科学中的应用有所了解。
关键词：分析化学环境科学应用引言：1研究对象环境分析化学研究的领域非常宽广，对象较为复杂，包括大气、水体、土壤、底泥、矿物、废渣，以及植物、动物、食品、人体组织等。
环境分析化学所测定的元素或化合物的含量很低，特别是在环境、野生动、植物和人体组织中的含量极微，其绝对含量往往在10-6～10-12克水平。
因此在环境科学中分析化学的精度要求是非常高的。
1.1大气作为地球系统最大的子系统，也是地球生物赖以生存的环境中最重要的部分，对于它的研究，人们很早就以开始。
目前比较公认的大气的成分主要为氮、氧、稀有气体、二氧化碳和水，合计占大气总体积的99.9%。
而纵观整个大气成分的探究过程，分析化学的运用穿插其中，这也是人类在探究自然的过程中第一次运用分析化学的思想。
目前，人们对大气的监测越来越密切，如NOx浓度、SO2浓度、PM2.5等等都在每日的监测范围内，而监测的方法也是以分析化学的方法为主。
1.2土壤土壤化学起源于西欧,发展于美国，我国对土壤的研究较晚，且较为单一。
因世界各地土壤的类型不同，其组成成分也不同，基本上由硅化物、铁铝化合物、有机物和其他成分构成。
而在土壤研究中，分析化学不仅探究土壤的组成成分，还可以通过对微量元素的含量研究可以确定一些病的病发的原因。
以碘元素为例：岩石经风化形成各种土壤，而各种作物又生长在土壤上，那么土壤的碘元素及其含量会直接影响作物及地下水，它们的分布及含量具有较好的一致性。
而不同岩土类型地区生长的作物，具有不同的碘元素含量。
分析与生物分析化学
• 生物信息学在分析与生物分析化学
应用
的应用
中的应用
• 自动化技术在提高分析效率和准确
性的作用
分析与生物分析化学的未来发展趋势
个性化和精准医疗
• 发展个体化诊断和治疗技术
• 精准医学在疾病预防和治疗中的应用
• 为提高医疗水平和健康水平做出贡献
高通量、高灵敏度、高准确度的分析方法
• 发展新型分析技术和方法
CREATE TOGETHER
SMART CREATE
分析与生物分析化学：理论、方法与应
用
01
分析与生物分析化学的基本概念与理论
分析与生物分析化学的发展历程
分析化学的起源
• 古代化学家的尝试
• 17世纪至18世纪的初期发展
• 19世纪的迅速发展和成熟
生物分析化学的兴起
• 20世纪初的生物化学研究
生物分析方法与技术
01
酶活性测定 -基本原理：通过测量酶对底物的催化活性来确定其含量和活性
02
蛋白质组学分析 -基本原理：通过测量蛋白质的表达水平、修饰状态和相互作用来确定其功能和调控机制
03
基因检测 -基本原理：通过测量基因序列的特异性杂交信号来确定其存在和表达水平
-应用领域：如酶制剂的质量控制、疾病诊断等
• 样品的预处理、提取和分离技术
• 样品制备的质量控制和方法评价
分析方法与技术
• 化学分析方法：如重量法、容量法、光谱法等
• 仪器分析方法：如色谱法、光谱法、核磁共振法等
• 生物分析方法：如酶活性测定、蛋白质组学分析、基因检测等
⌛️
数据处理与结果评价
• 数据的收集、整理和存储
• 数据的统计处理和分析方法
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课堂表现 15% 期中测验 20% 期末考试 65%
参考教材：鞠熀先等编著《生物分析化学》，科学出版社
课程计划内容
周次 11 12 13 14 15 16 17 18 19 时间 11.09 11.16 11.18 11.23 讲次 1 2 3 4 内 容 前言；中心法则，基因密码，核酸和蛋白的关系 典型生物分子 凝胶电泳技术，SDS；2D PAGE 毛细管电泳-仪器，进样，检测；芯片电泳
生物分析化学
Bioanalytical Chemistry
吴志勇，Dr.Prof. 东北大学分析科学研究中心
zywu_2008@
课 程 计 划
课时：32学时 时间：11-19周一18学时；12，14，16，17，18周三（10学 时）；机动（4学时）
考试方法：
Chemistry Analytical Chemistry Analytical Science Biology Biochemistry Molecular biology Genetics Proteomics Systems Biology Life Science
命学领域中各种生物活性物质定性和定量问题
理解分析化学在生命科学中的重要地位和作用
第一讲
绪 论
现代化学 学科的两大基础内容
反应与合成 分析与表征
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分析化学的变革
20世纪初，物理化学溶液理论的发展（四大平衡）成为理论基 础，使分析化学由一门技术发展为一门学科
20世纪40s，物理学和电子学的发展，从化学分析（经典）到仪 器分析（现代） 21世纪，生命科学，环境科学，新材料可科学的发展的需要， 生物学、信息技术，计算机技术的引入，分析化学进入新的发 展时期
（南京大学陈洪渊院士）
分析化学定义的发展和变化
北京大学2005《分析化学教程》
测定物质组成和结构的学科，也是研究分析方法的学科。
2006年武汉大学主编《分析化学》
发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获得有关物质在相对时 空内的组成和性质的信息的一门科学，又被称为分析科学。（与欧 洲化学协会联合会的定义相同）
2009科学出版社《10000个科学难题：化学卷》
分析化学是研究物质的组成和结构，确定物质在不同状态和演变过 程中化学成分、结构、含量和分布的量测科学，是化学科学的分支 学科。
两则消息
我国研制出猪感染甲型H1N1 病毒检测试剂盒
农业部新闻办公室5 月3 日发布消息，农业 部组织专家开展联合攻关，成功研制出猪感染 甲型H1N1病毒RT-PCR 检测试剂盒，可在5 小 时内完成猪感染甲型H1N1 病毒快速检测。境 外出现人感染甲型H1N1 流感疫情后，农业部 立即组织国家禽流感参考实验室、中国动物卫 生与流行病学中心等单位专家成立猪感染甲型 H1N1 病毒防控专家组，研制开发快速有效的 诊断试剂，做好技术储备。国家禽流感参考实 验室与有关国际组织联系，获得了此次引起人 感染发病的甲型H1N1 流感病毒基因序列。专 家组用不到一周时间完成了猪感染甲型H1N1 病毒RT-PCR 检测方法的引物设计和临床测试 工作，并对检测试剂盒进行了敏感性试验、特 异性试验、稳定性试验、可操作性试验以及各 项复核试验。该方法敏感性高、特异性强，不 仅适用于猪感染甲型H1N1 病毒的检测，对诊 断人感染甲型H1N1 流感病毒也有较高的参考 价值。 核酸探针2 小时检出新的甲型H1N1 流感病毒 军事医学科学院5 月2 日宣布，针对新的甲 型H1N1 流感病毒，该院成功研制出具有自主 知识产权的“复合探针”核酸检测试剂盒。 该试剂盒是针对甲型流感病毒基因的特异性 变异位点，用核酸探针进行检测，具有灵敏 度高、检测速度快的优点，可在2 小时内完 成样本检测过程。同时，考虑到甲型H1N1 病 毒可能发生的变异，研究小组经过连夜验证， 获得3 套特异性探针，即使流感病毒检测位 点的基因出现变异，也可以确保不出现漏检 情况。该方法采用具有自主知识产权的“复 合探针”技术，该技术已获国家发明专利， 是国内在实时荧光PCR方面唯一取得国家专利 的技术，根据该技术研制的8 种烈性病原体 检测试剂盒均已注册申报。该试剂盒特异性 强，目前正加紧进行批量装配，可立即投入 使用。同时，正在研制中的用于甄别甲型 H1N1 流感病毒及其耐药性的基因芯片也已取 得重要进展，将于近日完成。
20世纪90年代生命分析化学被列为10个热门生物技 术行业之一。生物分析化学是分析化学与生命科学交叉中 形成的一个分支， 1990s以来发展迅速，已经成为生命科 学研究的重要部分。 北京大学1992年将生物化学设为本科生必修基础课 之一。
2002年北京大学李元宗教授著的《生化分析》中解 释为：生命活性物质的分析和利用生物化学技术所进行的 分析。
11.25
11.30 12.02 12.07
5
6 7 8
机动
CE理论-电泳和电渗；效率 CE分离模式-ITP，CZE，IEF CE分离模式-MECC，CGE，ECE
12.09
13.14 12.16 12.21 12.23 12.28 12.30 01.04
9
10 11 12 13 14 15 16
机动
蛋白质组学分析中的2D LC-MS 核酸PCR扩增；荧光定量原理；Sanger法测序 新的核酸测序技术-焦磷酸测序反应 电化学生物传感器；阵列芯片技术测定核酸和蛋白等 生物质谱技术，ESI，MALDI；源内裂解技术 组学简介，生物信息学 期末考试
课程的目的
了解生命科学的最新发展 结合已有分析化学、特别是仪器分析知识，掌握重 要的现代生化分析方法的基本原理 学习运用分析化学的基础理论和方法认识和解决生
何为生物分析化学？
以分析化学的理论、方法和技术为基础，以生物化学， 分子生物学、免疫学和细胞学等学科理论与技术为补充， 以数学、物理学和计算机技术为手段，测量并获取生物 体系中的生物物质的组成、结构、功能和化学信息的前 沿交叉学科。 任务：提取生物体系中的生物活性物质的组成、含量、 结构、形态等方面的信息，发展获取这些信息的方法以 及复杂物质的分离和纯化技术，建立用于研究生命活性 物质间相互作用的技术手段。