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密度梯度离心权威发布_密度梯度离心法适用于(2024年11月精准访谈)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：观点更新日期：2024-11-27

密度梯度离心

考研《细胞生物学》名词闯关合辑（十一）嘿，大家好！今天给大家带来一波《细胞生物学》的名词闯关，准备好迎接挑战了吗？𐟒ꊥ𗮩€Ÿ离心（differential centrifugation） 𐟌Ÿ 差速离心是个挺有意思的方法，主要是利用不同离心速度产生的离心力，把各种质量和密度不同的亚细胞组分和颗粒分开。简单来说，就是先用低速离心让大颗粒沉到底，小颗粒留在上清液里。然后收集沉淀，再用高速离心把小颗粒沉降。这样一步步来，就能分离出不同大小的颗粒了。密度梯度离心（density gradient centrifugation） 𐟌ˆ 这个方法就更高级了。它的原理是，不同组分的沉降率跟它们的形状和大小有关，通常用沉降系数（S值）来表示。在超速离心机的巨大离心力作用下，即使是相当小的RNA和单一的酶，也能根据它们的沉降系数相互分离。具体操作是，用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，然后把细胞混悬液或匀浆放在介质的最上层。通过重力或离心力场的作用，细胞中的不同组分会以不同的沉降率沉降，从而得以分层、分离。这个方法主要有两种：速度沉降和等密度沉降，常用的介质有蔗糖和氯化铯等。杂交瘤（hybridoma） 𐟐🙤𘪥词在单克隆抗体制备过程中可是个大明星。杂交瘤细胞是由骨髓瘤细胞和淋巴B细胞经过细胞融合形成的。它们既有亲本细胞的特性，又能分泌特异抗原的抗体。更神奇的是，这些细胞还能像肿瘤细胞一样，在体外培养条件下或移植到体内无限增殖。是不是很酷？好了，今天的名词闯关就到这里。希望大家都能在考研的道路上顺利过关！𐟎“

Percoll分离液在细胞分离中的应用 Percoll分离液是一种常用的细胞分离方法，基于连续密度梯度离心原理。它利用经聚乙烯吡喀烷酮(PVP)处理的硅胶颗粒，对细胞无毒性。通过将Percoll原液（密度1.135）与等量的双离子强度磷酸缓冲液混合，高速离心后形成从管底到液面密度逐渐递减的连续密度梯度。将单个核细胞悬液轻轻叠加在液面上，低速离心后，细胞会分成四个层次。表层为死细胞残片和血小板，底层为粒细胞和红细胞，中间两层分别为富含单个核细胞（上层75%）和淋巴细胞（下层98%）。这种方法对于纯化单核细胞和淋巴细胞非常有效，但操作流程较长，手续较多。近年来，磁性细胞分选仪在细胞分离领域也表现出色。以下是2023年磁性细胞分选仪品牌的排行榜：美天旎（autoMACS NEO全自动磁性细胞分选仪）欣协生物（SophCyte™Kunlun全自动细胞制备一体机）金斯瑞（自动化免疫细胞磁分选仪 -- CytoSinct™ 1000） Stemcell（RoboSep-S全自动细胞分选仪）赛桥生物（Gentle MACS全自动磁选设备）这些设备在细胞分离和纯化方面表现出色，为科研和临床提供了强大的支持。

密度梯度离心分离细胞组分的方法详解 𐟌𑊥𚦦⯥𚦧滥🃦˜露€种分离细胞组分的有效方法，它利用不同组分在密度梯度溶液中的沉降速度差异来实现分离。以下是具体步骤：细胞破碎与匀浆 𐟏‹️‍♂️ 通过低渗匀浆、超声破碎或研磨等方法，破坏细胞质膜，形成包含细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等细胞器和细胞组分的混合匀浆。差速离心 𐟌€ 利用不同离心速度产生的不同离心力，将各种质量和密度不同的亚细胞组分和颗粒分开。密度梯度离心 𐟌 将待分离的细胞组分小心地铺放在含有密度逐渐增加的高溶解性惰性物质（如蔗糖）形成的密度梯度溶液表面。通过重力或离心力的作用，使样品中不同组分以不同的沉降率沉降，形成不同的沉降带。各组分的沉降率与它们的形状和大小有关，通常以沉降系数（S值）表示。速度沉降 𐟚€ 用于分离密度相近而大小不一的细胞组分。离心前，将细胞匀浆物放置在蔗糖浓度梯度（通常为5~40 g/100 mL）溶液的上层，各种细胞组分根据它们的大小以不同的速度沉降，形成不同的沉降带，然后分别收集不同的沉降带中的组分，用于分析。等密度沉降 ⚖️ 用于分离不同密度的细胞组分。细胞组分在连续梯度的高密度介质中经离心力场长时间的作用沉降或漂浮到与自身密度相等的位置，形成不同的密度区带。这种方法非常灵敏，甚至可以将掺入重同位素如14C或15N的生物大分子和未标记物分开。密度梯度离心不仅适用于分离细胞组分，还可以用于分析细胞结构和功能，是生物学研究的重要工具。

DNA半保留复制，实验揭秘！ 𐟍€定义： DNA的半保留复制是指在复制过程中，链间氢键断裂，双链解旋分开，每条链作为模板在其上合成互补链，经过一系列酶（如DNA聚合酶、解旋酶、连接酶等）的作用生成两个新的DNA分子。子代DNA分子中的一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种方式称为半保留复制。 𐟍€实验依据：以大肠杆菌为例将大肠杆菌培养在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，得到的大肠杆菌其DNA中的两条链均被15N标记。取少量被标记的大肠杆菌，提取其DNA并进行密度梯度离心，得到的条带表明被标记的DNA密度较高（较重）。将标记的大肠杆菌转移至含有14NH4Cl的培养液中。待大肠杆菌分裂一次后，其DNA也应复制一次。取少量大肠杆菌，提取其DNA并进行密度梯度离心，得到的条带表明此时有一种密度的DNA，且其密度较两条链均被标记的DNA为轻。待大肠杆菌再分裂一次，其DNA也应复制了两次。取少量大肠杆菌，提取其DNA并进行密度梯度离心，得到的条带表明此时有两种密度的DNA出现，一条带中的DNA密度和复制一次时的密度相同；另外新产生一条带，密度最轻。按照上述程序持续下去，在以后各代DNA中，密度梯度离心的结果均显示：有两种密度的DNA分子出现，且其密度和复制两次时的情形相同。这和假说演绎的预期结果是一致的，由此表明了：DNA分子是半保留复制。

不同尺寸氧化石墨烯纳米片能够控制水处理的选择性和渗透性能。氧化石墨烯（GO）纳米片的横向尺寸在控制材料的微观结构和性能方面起着重要作用，小尺寸和大尺寸的GO纳米片都有各自的优点。小尺寸的GO纳米片具有优异的电催化活性，良好的分散性和生物相容性，适合传感和生物应用。大尺寸的GO纳米片有利于构建二维分层结构，可以减少层间接触，进而具有更好的机械性能。GO纳米片的横向尺寸决定了横纵比，从而决定了纳米片的组装行为。之前对于石墨烯和其它二维材料的研究表明，大纵横比的纳米片将会导致更规则的层间空间，从而可以在不损失通量的前提下，获得更高的截留率。目前已经提出了几种可以控制GO纳米片层尺寸大小的方法。由于离心分离的步骤相对简单操作，由此原理发展而来的密度梯度离心法也常应用于分离不同尺寸的GO纳米片。孙等人利用化学氧化后的密度梯度离心法分离不同尺寸的GO。虽然，此方法具有除杂的功能，可以除去GO原料中的杂质。但是，离心管尺寸小，且使用专用梯度介质也限制了所需尺寸GO片材的大规模生产，并且此方法只能对小尺寸(<1)的GO纳米片进行分级。罗等人利用结晶石墨纳米纤维通过化学剥离方法来合成尺寸均匀的GO纳米片。纳米纤维通过改良Hummer's方法中的预氧化步骤氧化，然后用酸-丙酮洗涤程序净化。在不同的氧化时间下可以得到不同尺寸的GO纳米片。但是石墨纳米纤维在使用过程中的经济成本问题，是阻碍该方法扩大化实验的重要一步。王等人发现pH对GO的沉积作用与纳米片尺寸的大小有关。因此，通过调节GO分散液的pH值，可以很容易地实现GO纳米片的尺寸分级。 pH尺寸分级的原理是通过外界调控分散液的pH值，增加氢离子的含量，抑制GO表面羧酸基团的电离。尺寸大的GO对于氢离子更为敏感，所以大尺寸的GO纳米片会沉积在底部，由此就可以达到分离的目的。但是该方法在使用过程中也面临着产量无法提高的问题，因此仍然需要改进。张等人基于改进的Hummers方法，证明了一种制备均匀GO纳米片的简便、高收率的方法。在该项研究中，通过反复使用KMnO4-H2SO4将大尺寸的GO纳米片切割成横向尺寸小于50nm的超小GO纳米片。 GO的物理化学性质也受到GO纳米片大小的强烈影响。徐等人发现当相对湿度从20%变为50%时，尺寸为0.9的GOM可以吸收22wt.%的水；当相对湿度从100%变为23%时，GOM可以产生高达90MPa的收缩应力。因此他们将尺寸为0.9的GO与还原GO进行复合，获得厚度为2.3的复合膜。当相对湿度从75%变为32%时，该复合膜展现出高曲率(约19.1cm-1)和高弯曲率(4.4cm-1s-1)。林等人发现大尺寸的GO纳米片可以对GO膜的电导率和机械性能产生巨大的影响。研究结果发现，面积为272.22的超大尺寸GO的导电性是面积为1.12小尺寸GO的3-6倍，同时杨氏模量和抗拉伸强度同样也显著提高。横向尺寸是GO的一个重要物理特征，其定义为GO纳米片的平均最大对角线距离。横向尺寸对于GO纳米材料在生物和自然环境中的毒性和表面活性具有重要意义。 GO的细胞毒性在多种细胞体系中进行过研究，他们的毒性在一定程度上取决于剂量、暴露时间和片层尺寸的大小。刘等人和孙等人用聚乙二醇将小尺寸的GO纳米片功能化，构成复合膜，发现该复合膜可以通过简单的吸附就与芳香族药物产生很强的非共价结合，具有生物应用前景，同时还发现复合膜可以溶于缓冲液和血清中并且无团聚。在可见光和红外区域还发现了聚乙二醇功能化的GO纳米片，因此，小尺寸的GO纳米片还可以用于小背景的近红外活细胞成像。 Williams等人通过经典分子动力学模拟量化了膜层间距离分布、水连通性以及水与氧含量的扩散率的变化。研究表明，通过分别调控片状氧含量和膜含水量，可以实现对GOM溶胀的控制。除此之外，张等人发现GO纳米片的大小对温度具有依赖性并且与水通量的大小呈负相关，以最小尺寸和高氧含量制备的GO膜的通量最大。氧化石墨烯量子点(GOQDs)继承了GO单层sp2碳原子结构和亲水基团，其横向尺寸小于100nm，在膜制备中具有广阔的前景。王等人在研究中，通过将GOQD与海藻酸钠基质混合制备了一种用于乙醇脱水的新型纳米复合膜。与微型GO片相比，平均横向尺寸约为3.9nm的GOQD为水分子穿透膜提供了额外的更短、更曲折的传输途径。杨等人用尺寸为10-20的纳米片制成超薄的GOM，厚度可以低至~10。该GOM在不改变GO原始筛分特性的情况下，具有高水通量和有机溶剂渗透率。这些研究通过调控GO纳米片的尺寸大小对水处理的选择性和渗透性能进行了调控，不仅有助于了解具有亚纳米层间距离GOM的结构和运输特性，还可以进一步提高GOM在水分离应用中的性能。

差速离心法：离心机的核心操作你知道离心机90%以上的操作是什么吗？答案就是——差速离心法！𐟌€ 基本原理差速离心法（Differential Centrifugation）主要是根据颗粒大小和密度的差异来分离细胞器、细胞碎片或其他生物大分子。简单来说，就是通过离心力的作用，不同大小和密度的颗粒会以不同的速度沉降。较大的颗粒沉降得快，会先到离心管底部；而较小的颗粒沉降得慢，会留在上清液中。通过逐步增加转速，我们可以依次分离出不同大小的颗粒。操作步骤样本制备首先，你需要获取合适的样本。如果是研究细胞内的细胞器，就需要将细胞破碎，使细胞器释放出来。破碎细胞的方法有很多，比如机械破碎（使用匀浆器等）或超声破碎。以动物细胞为例，通常采用匀浆器将细胞在适当的缓冲液中匀浆，制成细胞匀浆。第一次离心将细胞匀浆转移到离心管中，放入离心机。以相对较低的转速（如1000-2000rpm）离心一定时间（通常几分钟到十几分钟）。离心结束后，管底会形成沉淀，主要包含较大的颗粒，如细胞核和未破碎的细胞。上清液则含有其他较小的细胞器和生物分子。分离沉淀和上清液小心地将上清液转移到新的离心管中，注意不要搅动沉淀。沉淀部分可以根据研究需要进一步处理，比如进行成分分析等。再次离心上清液对新离心管中的上清液提高转速（如10000-20000rpm）进行第二次离心。此时，又会有一些颗粒沉淀下来，这些沉淀可能包含线粒体等细胞器。再次分离上清液和沉淀，沉淀用于分析相应的细胞器，上清液可以进行下一轮更高转速的离心来分离更细小的颗粒，如核糖体等。应用领域细胞生物学差速离心法用于分离细胞内的各种细胞器，帮助研究人员了解细胞器的结构和功能。例如，通过差速离心法分离出线粒体后，可以对线粒体进行呼吸功能、膜电位等方面的研究，对于探索细胞能量代谢等过程非常重要。大家所熟知的外泌体或细胞外囊泡的初步分离也是通过差速离心法来实现的。生物化学和分子生物学差速离心法可以分离生物大分子和复合物。在蛋白质和核酸的研究中，用于去除杂质颗粒，如在提取某种特定的蛋白质时，先通过差速离心去除细胞碎片和其他不需要的细胞器，然后再进行后续的纯化步骤。微生物学差速离心法用于分离微生物细胞内的成分，也可以用于从混合微生物群落中初步分离不同大小的微生物个体。比如在研究土壤微生物时，分离不同大小的细菌和真菌等微生物细胞。优缺点优点操作相对简单，不需要复杂的设备，普通的离心机就可以进行操作。可以快速地对样本进行初步分离，能够在较短的时间内得到不同大小级别的颗粒组分。缺点分辨率有限，对于大小和密度相近的颗粒很难有效地分离。例如，一些大小相似的细胞器可能会在同一离心条件下沉降（比如植物细胞的线粒体和叶绿体），导致分离不纯。容易受到样本的性质影响，如样本的浓度、黏度等。如果样本浓度过高，颗粒之间可能会相互干扰沉降；如果样本黏度大，会降低颗粒的沉降速度，影响分离效果。总结我们平时用离心机收集一下沉淀、去除一下杂质、做一下样品的澄清，这些都属于简单的差速离心。选择合适的离心力将目标样品收集或去除，这也是使用离心机最多的实验操作。但是如果一些样品和杂质的大小和密度都类似，比如线粒体和叶绿体，外泌体和病毒颗粒，这些样品的大小和密度都类似，很难选择合适的离心条件来分开。这个时候就需要我们对离心步骤进行优化了，选择速率区带或者等密度梯度离心。希望这篇文章能帮你更好地理解差速离心法，下次使用离心机时，不妨试试这个方法，或许会有意想不到的收获哦！𐟌€

𐟧즠𘧳–体图谱解析𐟓Š 核糖体图谱分析𐟔，一种揭示蛋白质翻译调控奥秘的技术手段。通过RNA酶降解不受核糖体保护的RNA，再利用蔗糖密度梯度离心，成功分离出与核糖体结合的RNA，从而揭示出处于不同翻译时期的RNA分布。 𐟓˜技术原理：核糖体图谱分析基于RNA酶的特异性和蔗糖密度梯度离心的原理，能够精确地描绘出蛋白质翻译的动态过程。 𐟔쥮ž验流程： 1️⃣ 利用RNA酶降解RNA 2️⃣ 通过蔗糖密度梯度离心分离RNA 3️⃣ 分析不同翻译时期的RNA分布 𐟓Š图谱解读：核糖体图谱以图形化的方式展示了蛋白质翻译的各个阶段，帮助科研工作者更好地理解基因表达和蛋白质合成的复杂过程。 𐟎襛𞨰𑧻˜制：掌握核糖体图谱的绘制技巧，能够更直观地理解生物体内的蛋白质翻译过程，为科研工作提供有力的可视化支持。 𐟓–翻译过程概览：通过核糖体图谱，我们可以一窥蛋白质翻译的全貌，包括起始、延伸和终止等关键步骤，为生命科学领域的研究提供宝贵的实验数据。

试管备孕：如何挑选优质小蝌蚪？备孕这件事，大家总觉得是女性的责任，其实，男性的作用同样重要。无论是自然怀孕还是试管婴儿，男性的“种子”质量直接决定了能否发育成优质的胚胎。那么，在试管婴儿中，如何挑选优质的小蝌蚪呢？今天我们来聊聊这个话题。 𐟌Ÿ 小蝌蚪的四个硬性指标能正常液化：精液在30分钟内液化是生育的基本标准。数量达标：每次排出的精液量多于2ml，小蝌蚪数在(60～150)㗱09/L之间，受孕的底限为20㗱09/L。形态正常：畸形小蝌蚪所占的比例低于小蝌蚪总数的30%。活力强：A级小蝌蚪≥25%，或A级与B级小蝌蚪之和≥50%。 𐟌Ÿ 试管婴儿中如何挑选优质的小蝌蚪？密度梯度离心直接上游法简单洗涤法提高小蝌蚪质量，你需要注意以下几点： 1️⃣ 饮食方面多吃含有维生素A，B，C，E的食物：这些元素对小蝌蚪的合成、调节腺体功能、增强小蝌蚪活力和抗感染能力非常重要。比如动物肝脏、植物油、绿叶蔬菜和胡萝卜、豌豆、西红柿、扁豆、菜花、南瓜、土豆、雪里红、青蒜、枣和新鲜水果。多不饱和脂肪酸：3不饱和脂肪酸能促进小蝌蚪形态的正常。比如亚麻油、胡桃仁和深海鱼油。锌：一定浓度的锌元素对睾丸的正常发育、小蝌蚪的形成过程与小蝌蚪活动力均具有重要作用。比如核桃、坚果、动物肝脏及牡蛎。硒：硒在小蝌蚪的生成和维持小蝌蚪结构的稳定性等方面有很大作用。比如蛤蜊、蘑菇、红豆等。 2️⃣ 生活方面别久坐：长期久坐会影响睾丸的血液循环，造成小蝌蚪营养供应障碍。避免高温：高温会影响小蝌蚪的数量和质量。不要洗桑拿浴或者热水泡澡，不要穿紧身裤，这样才能保护好自己的小蝌蚪。戒烟戒酒：烟酒对小蝌蚪质量的影响不容忽视，戒烟戒酒可能会大大提高小蝌蚪的数量和质量。通过这些方法，你可以挑选出优质的小蝌蚪，为试管婴儿的成功打下坚实的基础。祝大家备孕顺利，早日迎来健康的小宝宝！𐟒–

𐟔斐林试剂检测还原糖的奥秘 𐟧你知道吗？斐林试剂检测还原糖时，正确的方法应该是水浴加热哦！𐟚𐨀Œ不是直接加热，这点很重要，别弄错了。𐟙…‍♂️我曾一度以为自己背错了，还特意找了老师确认，结果老师也说是水浴加热。𐟔在百度上搜索，也是一致的说法。 𐟓š回归教材，果然如此。看来，学习还是要细心，不能有丝毫马虎。𐟓– 𐟒ᨮ𐤽，实验方法和操作对实验结果有着重要影响。就像探究生长素类调节剂促进生根的最适浓度时，方法的选择就至关重要。𐟌𑊊𐟔쥜訯明DNA半保留复制实验中，提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心是关键步骤。𐟒‰而取外植体时，解剖刀应进行灼烧灭菌，这是为了防止污染。𐟔劊𐟍즜€后，利用斐林试剂检测还原糖时，可以直接加热或水浴加热。但记住，加热条件下可产生砖红色沉淀哦！𐟧𑊊𐟒ꥭ椹是一个不断探索的过程，希望这些小贴士能帮到你！加油！𐟌Ÿ

构建纯净珊瑚基因组的新技术框架 𐟌Š 珊瑚是海洋中的一类无脊椎动物，凭借其独特的造礁能力，构建了物种最为丰富的珊瑚礁生态系统。然而，全球气候变化和人类活动已对珊瑚的生存造成威胁。近期，国际组织发出警示，持续的海洋热浪已导致第四次全球珊瑚白化事件，对珊瑚的深入研究和保护已刻不容缓。尽管珊瑚的组学研究正在逐步展开，但相较于其他生物类群，其代表性仍显不足。这主要是由于珊瑚体内共生的虫黄藻在提取生物大分子时会造成内源性污染，使得获取纯净的珊瑚生物样本变得异常困难，进而阻碍了我们对珊瑚演化、适应以及环境响应的深入理解。这种局限可能使我们错失利用生物技术制定有效保护策略的机会。为避免虫黄藻的污染问题，目前珊瑚基因组研究多依赖天然不含虫黄藻的珊瑚配子细胞，但在海洋中收集珊瑚配子需要大量人力和时间成本，且存在明显的物种局限性。与之相对，成体珊瑚在珊瑚礁中随处可见，若能解决虫黄藻污染问题，它们将成为大规模基因组构建和研究的理想材料。为此，我们采集了不同物种的成体珊瑚断枝，尝试用多种实验方法来获得无污染的珊瑚细胞，这包括：实验室条件下，利用化学胁迫诱导珊瑚白化，使虫黄藻脱离珊瑚组织，从而得到几乎不含虫黄藻的珊瑚样本；通过密度梯度离心，利用不同密度的介质分离珊瑚体内不同类型的细胞，以收集刺细胞等非共生珊瑚细胞作为纯净的珊瑚组织；借助流式细胞仪，利用虫黄藻自发荧光的特性，分选出无荧光信号的纯净珊瑚细胞。接下来，我们采用扩增子测序的方法验证以上实验处理后珊瑚DNA样本的纯净度，并与两种现有方法（采集配子细胞、不经处理的成体珊瑚组织）进行比较。我们发现，未经处理的珊瑚样本提取的DNA仅有20-70%来自珊瑚，其余均为污染。这些污染主要来自虫黄藻，还包括其他藻类、寄生生物和共生生物。而采用我们的三种实验方法均可获得纯度高达99%的珊瑚DNA，与从配子细胞中提取的珊瑚DNA纯度相当，较未经处理的样本显著提升约50%。我们进一步对多孔鹿角珊瑚的样本进行了三代基因组测序，并开发了一套生物信息学流程，以确保在测序数据组装的过程中高效识别和剔除污染。该流程将有参和无参方法相结合，不仅利用已发表的海量数据准确识别污染序列，还借助序列特征聚类来辅助判别污染序列。由此，我们成功构建了质量远高于已发表造礁石珊瑚基因组的纯净珊瑚基因组，并识别出NCBI数据库中珊瑚基因组的潜在污染。

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