Современные аппаратура и методы исследования биологических систем. Большой практикум: учебное пособие

Титульный экран ......Page 1 Оглавление......Page 3  Краткие теоретические сведения......Page 9  Краткие теоретические сведения......Page 11  Характеристики оборудования......Page 13  Термостатируемый шейкер-инкубатор Exella E-24 «New Brunswick»......Page 14  Система видеодокументации «Molecular Imager Gel Doc XR»......Page 15  Микроцентрифуга «Eppendorf» 5417R......Page 17  Оборудование для горизонтального гель-электрофореза......Page 19  Лабораторный шейкер-вортекс «Вортекс V-1»......Page 20  Охлаждаемый термостат КВ53 фирмы «Binder»......Page 21 Задание 1.1.1. Выделение плазмидной ДНК......Page 22 Задание 1.1.2. Анализ полученных препаратов плазмидных ДНК с помощью электрофореза в агарозном геле......Page 23 Задание 1.2.3. Рестрикционный анализ полученного препарата плазмидный ДНК......Page 25  Контрольные вопросы......Page 27  Краткие теоретические сведения......Page 28  Бокс-ламинар......Page 30  Универсальный электропоратор......Page 32  Водяная баня-термостат......Page 33 Задание 1.2.1. Химическая трансформация клеток E. сoli......Page 34 Задание 1.2.2. Трансформация клеток E. сoli электропорацией......Page 35 Задание 1.2.3. Трансформация клеток E. сoli XL1-Blue плазмидой pGLO......Page 36  Контрольные вопросы......Page 38  Краткие теоретические сведения......Page 39  Материалы и оборудование......Page 41 Задание 1.3.1 Культивирование рекомбинантных клеток E.coli BL21(DE3), с контролируемой экспрессией двух различных белков......Page 42  Контрольные вопросы......Page 43  Краткие теоретические сведения......Page 44 Задание 1.4.1. Выделение рекомбинантного апообелина и химерного белка proZZ-Obe из биомассы полученных трансформированных клеток E. coli......Page 45  Контрольные вопросы......Page 46  Краткие теоретические сведения......Page 47  Система автоматического ДНК-секвенирования ALFexpress II......Page 56 Задание 1.5.1. Приготовление смесей дНТФ/Cy5 ддНТФ......Page 57 Задание 1.5.2. Постановка реакции......Page 58 Задание 1.5.3. Осаждение и нанесение образцов на гель......Page 59 Задание 1.5.4. Заливка геля и постановка электрофореза......Page 60  Контрольные вопросы......Page 61  Краткие теоретические сведения......Page 63 Задание 1.6.1. Выделение ДНК из биомассы водорослей......Page 64 Задание 1.6.2. Постановка реакции ПЦР......Page 66 Задание 1.6.3. Проведение секвенирования......Page 68  Контрольные вопросы......Page 69  Краткие теоретические сведения......Page 70  Краткие теоретические сведения......Page 72  Материалы и оборудование......Page 73  Термостат для микропробирок и микропланшет Eppendorf ThermoStat......Page 74 Задание 2.1.1. Стандартный СТАВ метод выделения ДНК......Page 76 Задание 2.1.2. Протокол выделения ДНК из растений с помощью набора Diamond DNATM......Page 77 Задание 2.1.3. Протокол выделения ДНК из растений с помощью набора АxyPrep (AxyPrep Multisource Genomic DNA MiniPrep Kit, Axygen, США)......Page 78  Контрольные вопросы......Page 79  Краткие теоретические сведения......Page 81  Материалы и оборудование......Page 83 Задание 2.2.1. Проведение электрофореза выделенной ДНК в агарозном геле......Page 84 Задание 2.2.4. Определение концентрации ДНК с помощью спектрофотометра......Page 85  Контрольные вопросы......Page 86  Краткие теоретические сведения......Page 87  Материалы и оборудование......Page 91 Задание 2.3.1. Подбор праймеров для проведения анализов по методам RAPD и ISSR......Page 92 Задание 2.3.2. Разделение амплифицированных фрагментов ДНК с помощью электрофореза......Page 93 Задание 2.3.3. Проведение амплификации и электрофореза всех образцов ДНК с выбранным праймером......Page 94  Контрольные вопросы......Page 95  Краткие теоретические сведения......Page 97  Материалы и оборудование......Page 99  ПЦР-бокс для стерильных работ с УФ-рециркулятором UVC/T-AR «Biosan»......Page 100  Градиентный термоциклер для амплификации нуклеиновых кислот «MJ MiniCycler»......Page 101  Градиентная реал-тайм ПЦР-система «Chromo4» фирмы «БиоРад»......Page 103 Задание 2.4.1. Экстракция ДНК из образцов и постановка ПЦР......Page 104 Порядок выполнения работы......Page 106  Контрольные вопросы......Page 107  Краткие теоретические сведения......Page 109  Краткие теоретические сведения......Page 117  Материалы и оборудование......Page 120  25-тонный автоматический электрический настольный пресс Calver 3887/4SDOBOI (США)......Page 121  Лабораторный мини-экструдер Brabender® 19/25 D......Page 122  Ультразвуковой гомогенизатор Sonicator 3000......Page 123  Верхнеприводная мешалка Heidolph......Page 124  Универсальная электромеханическая испытательная машина Инстрон 5565, 5KN......Page 125  Термоупаковочная машина NS 1000......Page 127  Компактное устройство для автоматической стерилизации медицинских изделий Sterrad NX......Page 128 Задание 3.1.1. Изучить технику переработки полимера (на примере ПГА) в специализированные изделия из различных фазовых состояний......Page 129  Контрольные вопросы......Page 131  Краткие теоретические сведения......Page 132  Задания на выполнение лабораторной работы......Page 134  Контрольные вопросы......Page 135 Задание 3.3.1. Получение ультратонких полимерных волокон......Page 136  Материалы и оборудование......Page 137  Материалы и оборудование......Page 138  Контрольные вопросы......Page 140  Краткие теоретические сведения......Page 141  Материалы и оборудование......Page 142  Дезинфекционно-моечный автомат G 7883 CD......Page 143  Вертикальный программируемый автоматический автоклав......Page 144  Вертикальный низкотемпературный морозильник......Page 145  СО2-инкубатор......Page 147  Бокс-ламинар биологической безопасности 2 класса защиты......Page 148  Растровый электронный микроскоп JEOL JSM-7001F......Page 149  Контрольные вопросы......Page 151  Материалы и оборудование......Page 152 Задание 3.5.1 Приготовление питательной среды......Page 153  Контрольные вопросы......Page 155  Краткие теоретические сведения......Page 156 Задание 3.6.1. Размораживание клеток......Page 157 Задание 3.6.2. Тестирование состояния клеток и контаминации......Page 158 Задание 3.6.4. Окрашивание клеток трипановым синим......Page 159 Задание 3.6.5. Подсчет клеток......Page 160 Задание 3.6.6. Процесс трипсинизации клеток......Page 162 Задание 3.6.7. Рассев суспензии клеток......Page 163  Контрольные вопросы......Page 164  Краткие теоретические сведения......Page 165  Задание на выполнение лабораторной работы......Page 166  Контрольные вопросы......Page 167 Задание 3.8.1. Освоение техники субкультивирования клеток......Page 168 Задание 3.8.2. Замораживание прикрепленных клеток......Page 169  Контрольные вопросы......Page 170  Материалы и оборудование......Page 171  Контрольные вопросы......Page 172  Задание на выполнение лабораторной работы......Page 173  Контрольные вопросы......Page 174  Задание на выполнение лабораторной работы......Page 175  Контрольные вопросы......Page 176  Краткие теоретические сведения......Page 177  Материалы и оборудование......Page 184 Задание 4.1.1. Определение условий, необходимых для проведения следующих этапов микроразмножения (формирования проростков или каллуса в культуре изолированных зародышей)......Page 185  Контрольные вопросы......Page 187  Материалы и оборудование......Page 188 Задание 4.2.1. Получить растения-регенеранты путем прямого органогенеза у бегонии и сенполии – комнатной фиалки......Page 189  Контрольные вопросы......Page 190  Краткие теоретические сведения......Page 191  Материалы и оборудование......Page 193 Задание 4.3.2. Микроразмножение картофеля черенкованием побегов......Page 196  Материалы и оборудование......Page 197  Контрольные вопросы......Page 198  Краткие теоретические сведения......Page 199  Задачи подраздела......Page 203  Краткие теоретические сведения......Page 204  Материалы и оборудование......Page 206  Вертикальный программируемый автоматический автоклав......Page 207  Сухожарочный шкаф «SANYO»......Page 208  Бокс-ламинар «LABCONCO»......Page 209  Микробиологический термостат «Binder»......Page 210  Автоматизированный ферментационный комплекс......Page 211  Лабораторные весы «Adventurer»......Page 213  Стационарный pH-метр......Page 214  Настольная центрифуга Eppendorf 5810 R......Page 215 Задание 5.1.1. Провести эксперимент, который позволит оценить влияние соотношения C/N в среде на кинетические и продукционные характеристики культуры и внутриклеточный синтез основных и запасных макромолекул......Page 216  Контрольные вопросы......Page 217  Краткие теоретические сведения......Page 218  Контрольные вопросы......Page 222  Краткие теоретические сведения......Page 223  Материалы и оборудование......Page 224 Задание 5.3.1. Исследовать зависимость влияние концентрации nh4cl в среде на синтез основных (азотсодержащих) макромолекул бактериями R. eutropha......Page 225  Краткие теоретические сведения......Page 227  Материалы и оборудование......Page 229 Задание 5.3.1. Изучение зависимости накопления в клетках R. eutropha внутриклеточного содержания ПОА от концентрации NH4Cl в среде......Page 230  Контрольные вопросы......Page 231  Краткие теоретические сведения......Page 232  Аппаpатуpа опытного производства и технология получения ПГА......Page 234  Краткие теоретические сведения......Page 237  Краткие теоретические сведения......Page 239  Материалы и оборудование......Page 243  Шейкер-инкубатор......Page 244  Бинокулярный микроскоп......Page 245 Задание 5.6.1. Определение показателей роста и спорообразования грибных культур поверхностным и глубинным способом......Page 246  Контрольные вопросы......Page 248  Краткие теоретические сведения......Page 249  Материалы и оборудование......Page 250 Задание 5.7.1. Изучение накопления биомассы и лимонной кислоты в динамике) при добавлении различных источников углерода грибом A. niger в поверхностных и глубинных культурах......Page 251  Контрольные вопросы......Page 252  Краткие теоретические сведения......Page 254  Задачи подраздела......Page 253 Задание 5.8.1. Освоить методы культивирования микроводорослей......Page 260  Контрольные вопросы......Page 261  Краткие теоретические сведения......Page 262 Задание 6.1.1. Ознакомиться с методами определения элементного состава биологического материала......Page 265  Материалы и оборудование......Page 264  Контрольные вопросы......Page 268  Краткие теоретические сведения......Page 270 Задание 6.1.1. Ознакомиться с биофизичеcким методом определения аминокислотного состава белков микробной биомассы......Page 271  Краткие теоретические сведения......Page 273  Высокоскоростная центрифуга......Page 285  Роторный испаритель......Page 286  Хромато-масс-спектрометр......Page 287 Задание 6.3.1. Ознакомиться с основными методами получения целевого продукта на при-мере биоразрушаемого полиэфира микробиологической природы (ПГА).......Page 289  Контрольные вопросы......Page 294 Задание 6.4.1. Определение состава жирных кислот методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии......Page 295  Контрольные вопросы......Page 298  Краткие теоретические сведения......Page 299  Материалы и оборудование......Page 300 Задание 6.5.1. Знакомство с методом определения структуры водорослевых углеводородов......Page 301  Краткие теоретические сведения......Page 303  Хроматограф жидкостный микроколоночный......Page 304 Задание 6.6.1. Ознакомление с конструкцией и приобретение навыков эксплуатации жидкостного хроматографа «Милихром А-02»......Page 306  Контрольные вопросы......Page 307  Краткие теоретические сведения......Page 309  Материалы и оборудование......Page 311  Контрольные вопросы......Page 312  Краткие теоретические сведения......Page 314 Задание 6.8.1. Определить концентрацию нафталина в растворах используя базовые методами определения абсолютной концентрации органических веществ, идентифицируемых ВЭЖХ......Page 316  Контрольные вопросы......Page 317  Краткие теоретические сведения......Page 318  Система высокоэффективной жидкостной хроматографии......Page 319 Задание 6.9.1. Ознакомиться с порядком апорведения жидко-жидкостной хроматографии......Page 320  Контрольные вопросы......Page 322  Краткие теоретические сведения......Page 323  Материалы и оборудование......Page 325  Прибор для комплексного термического анализа......Page 326 Задание 6.10.1. Снятие ИК-спектра полигидроксибутирата......Page 327 Задание 6.10.2. Определение температур физических и химических превращений полимеров (температуры плавления и термодеструкции) по кривой ДТА (ДСК) и ТГ......Page 329  Контрольные вопросы......Page 332  Краткие теоретические сведения......Page 334  Рентгеновский автодифрактометр......Page 336 Задание 6.11.1. Знакомство с прецизионными физическими методами исследования структуры биологических молекул......Page 337  Контрольные вопросы......Page 338  ЯМР-спектрометр......Page 339  Фурье-спектрометр ЯМР высокого разрешения......Page 340  Задание на выполнение лабораторной работы......Page 342  Контрольные вопросы......Page 343  Задачи раздела......Page 344  Краткие теоретические сведения......Page 345  Спектрофотометр Genesis 10UV......Page 350 Задание 7.1.1. Приготовление образцов для исследования.......Page 351 Задание 7.1.3. Проверка выполнения закона Бугера-Ламберта-Бера.......Page 352 Задание 7.1.4. Определение концентрации хлорофиллов «а» и «б» в экстрактах из зеленых листьев.......Page 353  Контрольные вопросы......Page 354  Краткие теоретические сведения......Page 355 Задание 7.2.2. Измерение спектров поглощения белка и аминокислот......Page 357 Составление отчета......Page 358  Контрольные вопросы......Page 359  Материалы и оборудование......Page 360 Задание 7.3.1. Изучение спектров поглощения нативной, денатурированной и ренатурированной ДНК......Page 361  Контрольные вопросы......Page 362  Краткие теоретические сведения......Page 363  Люминесцентный спектрометр......Page 373 Задание 7.4.1. Приготовление образцов для исследования.......Page 374 Задание 7.4.2. Исследование спектров люминесценции.......Page 375  Контрольные вопросы......Page 376  Краткие теоретические сведения......Page 378 Задание 7.5.1. Оценить численность микроорганизмов в водных образцах......Page 382  Люминесцентный микроскоп......Page 381  Контрольные вопросы......Page 386  Краткие теоретические сведения. Теоретические основы флуоресцентных методов......Page 387  Флуориметр PHYTO-PAM......Page 390  Флуориметр IMAGING-PAM......Page 391  Культиватор водорослей......Page 393  Планктофлуориметр......Page 394 Задание 8.1.1. Сравнительная оценка функциональной активности фотосинтетического аппарата у листьев разного возраста в различных зонах листа......Page 395  Материалы и оборудование......Page 399 Задание 8.2.1. Изучение влияния начальной концентрации клеток на параметры роста культуры и ее потенциальной фотосинтетической активности......Page 400 Задание 8.3.1. Оценка различий в составе хлорофилл-белковых комплексов по изменению нормированной на площадь интенсивности флуоресценции, снижению квантового выхода ФСII и изменению параметров световой кривой фотосинтеза......Page 403  Контрольные вопросы......Page 405  Краткие теоретические сведения......Page 407  Краткие теоретические сведения......Page 413  Материалы и оборудование......Page 416  Термостат VT-8......Page 418 Задание 9.1.1. Методика регистрации моноферментной биолюминесцентной реакции и расчет кинетических параметров......Page 419 Задание 9.1.3. Определение константы Михаэлиса. Специфичность......Page 420  Контрольные вопросы......Page 422  Краткие теоретические сведения......Page 423  Характеристики оборудования......Page 431  Мультимодальный планшетный ридер......Page 432 Задание 9.2.1. Проверка применимости классических методов линеаризации уравнения Михаэлиса-Ментен к ферментативной реакции......Page 433 Задание 9.2.2. Определение типов взаимодействия эффекторов с ферментом по отношению к субстрату......Page 434  Контрольные вопросы......Page 435  Задачи раздела......Page 436  Краткие теоретические сведения. Методы клинической молекулярной диагностики......Page 437  Краткие теоретические сведения......Page 438  Материалы и оборудование......Page 439  Микропланшетный люминометр......Page 440  Микропланшетный денситометр......Page 441 Задание 10.1.1. Принцип твердофазного иммуноферментного анализа......Page 442 Задание 10.1.2. Определение модельной эпидемической вспышки с помощью ELIZA......Page 443  Контрольные вопросы......Page 445  Краткие теоретические сведения......Page 447  Материалы и оборудование......Page 449 Задание 10.2.1. Постановка и проведение ПЦР с данными образцами ДНК......Page 450 Задание 10.2.2. Анализ продуктов ПЦР с помощью гель-электрофореза......Page 451  Контрольные вопросы......Page 452  Краткие теоретические сведения......Page 453  Материалы и оборудование......Page 454  Характеристики оборудования......Page 456  Амплификатор «Терцик»......Page 457  Bio-Rad ДНК-амплификатор......Page 458 Задание 10.3.1. Выделение ДНК из биопроб......Page 459 Задание 10.3.2. Проведение ПЦР с использованием комплекта реагентов для амплификации «SNP-экспресс»......Page 460 Задание 10.3.3. Детекция продуктов амплификации методом горизонтального электрофореза в агарозном геле......Page 462  Система детекции продуктов ПЦР в режиме реального времени......Page 465  Система «SNP-экспресс-РВ»......Page 466 Задание 10.4.1. Проведение ПЦР с детекцией результата в режиме реального времени......Page 467  Краткие теоретические сведения......Page 471  Краткие теоретические сведения......Page 474  Материалы и оборудование......Page 475  Анализатор SAPPHIRE 400......Page 476 Задание 10.5.1. Построение абсолютного калибровочного графика зависимости концентрации глюкозы в пробе от изменений оптической плотности......Page 477 Задание 10.5.2. Определение глюкозы на анализаторе SAPPHIRE 400......Page 478 Задание 10.5.3. Контроль качества исследований глюкозы на анализаторе SAPPHIRE 400......Page 479  Контрольные вопросы......Page 480  Краткие теоретические сведения......Page 481 Задание 10.6.1. Определение активности супероксиддисмутазы......Page 482  Материалы и оборудование......Page 483  Материалы и оборудование......Page 484  Материалы и оборудование......Page 486  Материалы и оборудование......Page 488  Характеристики оборудования......Page 489 Задание 10.7.1. Исследование образца крови на анализаторе МЕК-6400J/К......Page 490  Контрольные вопросы......Page 491  Краткие теоретические сведения......Page 492  Автоматизированный коагулогический анализатор......Page 493 Задание 10.8.2. Определение концентрации фибриногена в плазме пациента на анализаторе Sysmex СА-560......Page 495  Контрольные вопросы......Page 496  Краткие теоретические сведения......Page 497  Проточный цитометр FACS Canto II......Page 499 Задание 10.9.2. Иммунофенотипирование образцов крови методом проточной цитометрии с использованием набора двухцветных реагентов SimulTEST методом проточной цитометрии......Page 501  Материалы и оборудование......Page 504  Контрольные вопросы......Page 506  Краткие теоретические сведения......Page 507  Масс-спектрометр Delta V Plus......Page 512  Характеристики оборудования......Page 514 Задание 11.1.2. Знакомство с основными блоками прибора, запуск элементного анализатора.......Page 515 Задание 11.1.3. Включение МС, знакомство с программным обеспечением......Page 516  Контрольные вопросы......Page 518  Краткие теоретические сведения......Page 520  Установка для регистрации энергетического спектра γ-излучающих радионуклидов......Page 522  Муфельная печь и вытяжной шкаф......Page 524 Задание 11.2.2. Концентрирование проб......Page 526 Задание 11.2.4. Проверка адекватности калибровки γ-спектрометра......Page 527 Задание 11.2.5. Измерение проб и обработка результатов измерения......Page 528  Контрольные вопросы......Page 529  Краткие теоретические сведения......Page 530  Материалы и оборудование......Page 532  Ламинарный шкаф......Page 533  Спектрофлуориметр......Page 534 Задание 11.3.1. Определение характерных пиков флуоресценции зеленых, синезеленых, диатомовых и криптофитовых водорослей.......Page 536  Контрольные вопросы......Page 537  Материалы и оборудование......Page 538 Задание 11.4.1. Ознакомление с метордом автоматической фотоколориметрии......Page 539  Контрольные вопросы......Page 542 РАЗДЕЛ 2......Page 544 РАЗДЕЛ 4......Page 545 РАЗДЕЛ 6......Page 546 РАЗДЕЛ 7......Page 547 РАЗДЕЛ 9......Page 548 РАЗДЕЛ 11......Page 549 Информационные ресурсы......Page 550 Приложение. Перечень научного оборудования, использованного в лабораторном практикуме......Page 552