本教材包括16个专题, 每一专题介绍一项技术, 并配有相应实验, 使学生在系统了解有关技术的同时, 通过动手实验而得以强化。本教材所介绍的技术包括: 大分子制备技术、分光光度技术、层析技术、电泳技术、离心技术、分子杂交技术、PCR技术、测序技术、转基因技术、基因敲除技术、蛋白质组学技术、EMSA和ChIP技术、酵母双杂交等技术。同时还介绍了实验技术的发展简史、技术创新、实验室管理等内容。

　　按照人体认知的“逐级探索模式”，从人体—系统—器官，到组织—细胞—分子，分子处于最基础的层次，因此也是最触及生命本质的层次。随着学科间的交叉融合，生物化学与分子生物学的理论和技术已经成为生命科学和医学的通用理论和技术。作为一名现代医学生，学习掌握生物化学与分子生物学的理论和技术，对于研究疾病的发病机制，提出疾病的诊疗方案至关重要。
　　近年来，生物化学与分子生物学实验技术发展很快，使得该领域不断有新的发现。实验课也普遍受到重视，不仅增加了学时，而且单独开课，单独计算学分。实验课已不再是理论课的附属品，而是培养学生创新思维的有效途径。为了帮助医学生更好地学习掌握生物化学与分子生物学实验技术，我们编写了这本实验教材。全书共计 16章，以实验技术为主线编写，主要介绍大分子制备技术、分光光度技术、层析技术、电泳技术、离心技术、分子杂交技术、 PCR技术、测序技术、转基因技术、基因敲除技术、蛋白质组学技术、 EMSA和 ChIP技术、酵母双杂交等技术，另外还介绍有关技术创新和实验室管理等内容。这些内容基本反映了生物化学与分子生物学实验技术的大体面貌。在介绍实验技术的同时，还编写了一些实验项目，以方便学生通过实验练习更好地理解掌握有关技术。
　　来自 14所院校的老师参加了本书的编写，他们长期奋战在教学一线，不仅从事常规的实验教学，而且还要指导学生开展“创新性、设计性、综合性”实验，指导学生毕业论文，因此都有自己的经验和体会，在书中也或多或少有所反映。尽管如此，错漏之处仍不可避免，欢迎读者批评指正。
　　王玉明
　　2016年 10月于成都　

　　生物化学与分子生物学是在分子水平上研究生命的科学，是人类探索生命的知识结晶和有力武器。生物化学与分子生物学的完整体系不仅包括其理论体系，还包括其技术体系。该学科的快速发展在很大程度上得益于一系列实验技术的创新和仪器设备的发明，如DNA重组技术、核酸分子杂交技术、PCR技术、转基因技术、基因打靶技术、DNA芯片技术、基因测序技术、蛋白质组学技术等，这些技术本身构成了生物化学与分子生物学的重要内容。生物化学与分子生物学实验技术以生物分子为研究对象，通过各种手段对其理化性质、组成结构、功能活性以及在生命活动中的作用进行研究，因此也称分子实验技术（experimentaltechniquesofthemolecular）。
　　分子实验技术简史
　　早在19世纪30年代，李比希（J.vonLiebig）就将定量分析技术用于生物体的研究。20世纪20年代，微量分析技术用于生物分子的研究，促进了维生素、激素和辅酶的发现。30年代，福林（J.A.Folin）和吴宪先后建立了血糖分析、蛋白质含量分析、氨基酸测定等方法，这些方法至今仍在使用。
　　1923年，斯维贝格（T.Svedberg）制成了世界上第一台相对离心力（relativecentrifugalforce，RCF）5000g的新型离心机，他用这台离心机准确测定了血红蛋白等复杂蛋白质的分子量，开启了用离心机分离生物大分子的先河，为此，他获得了1926年的诺贝尔化学奖。为了纪念这位超离心技术的奠基人，人们将大分子沉降系数（sedimentationcoef.cient，S）的基数（10.13s）命名为1个Svedberg单位（1S＝1×10.13s）。
　　1809年，列依斯（Peйce）首次发现电泳现象。1909年，米凯利斯（L.Michaelis）首次将胶体颗粒在电场中的移动现象称为电泳（electrophoresis）。1937年，提塞留斯（A.W.K.Tiselius）对电泳仪器做了改进，制成“提塞留斯电泳仪”，建立了研究蛋白质的移动界面电泳方法，并首次证明血清蛋白包括白蛋白及α、β、γ球蛋白。由于在电泳技术方面做出的开拓性贡献，提塞留斯获得了1948年的诺贝尔化学奖。1948年，维兰德（H.Wieland）和费舍尔（H.Fischer）发展了以
　　滤纸作为支持介质的电泳方法，对氨基酸进行分离。1949年，鲍林（L.C.Pauling）等用电泳法证
　　明镰形红细胞贫血是因为有异常血红蛋白的存在，据此引入分子病（moleculardisease）的概念。
　　1950年，杜若姆（E.L.Durrum）用纸电泳（paperelectrophoresis）进行各种蛋白质的分离，开创
　　了利用各种固体物质（如滤纸、醋酸纤维素薄膜、琼脂凝胶、淀粉凝胶等）作为支持介质的区带
　　电泳方法。1959年，雷蒙德（S.Raymond）和温特劳布（L.Weintraub）利用人工合成的凝胶作
　　为支持介质，创建了聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，极大提高了电泳的分辨率，开创了电泳技术的新
　　时代。至今聚丙烯酰胺凝胶电泳仍是对蛋白质、多肽、核酸等生物大分子使用最普遍、分辨率最
　　高的分析鉴定技术，是检验生化物质纯度的标准分析鉴定方法，被看作是对生物大分子进行分析
　　鉴定最准确也是最后的手段（lastcheck）。1969年，韦伯（K.Weber）应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶
　　电泳测定了蛋白质的分子量。1981年，乔根森（J.W.Jorgenson）和卢卡奇（K.D.Lukacs）首先
　　在75μm内径毛细管柱内用高电压进行电泳，建立了高效毛细管电泳（highperformancecapillary
　　electrophoresis，HPCE）技术。1984年，寺部清毅（S.Terabe）等建立了胶束毛细管电动力学色
　　谱方法。1987年，赫尔特（S.Hjerten）建立了毛细管等电聚焦电泳（capillaryisoelectricfocusing，
　　CIEF），寇恩（A.Cohen）和卡尔格（B.Karger）建立了毛细管凝胶电泳。1988年出现了第一批
　　毛细管电泳仪器。由于HPCE高效、快速、经济，适用于多肽、蛋白质（包括酶和抗体）、核苷
　　酸以及DNA的分离分析，短短几年内得到了迅速发展。HPCE是经典电泳技术和现代微柱分离技
　　术相结合的产物，是一种可以自动化操作的高效分离技术。
　　1961年，霍尔（B.D.Hall）和施皮格尔曼（S.Spiegelman）建立DNA-RNA分子杂交法。
　　分子杂交技术与电泳技术相结合，形成了新的实验技术——印迹（blotting）技术。1975年，萨
　　瑟恩（E.M.Southern）利用凝胶电泳分离DNA片段，然后将DNA片段转移到硝酸纤维素膜
　　上，利用DNA-RNA杂交检测特定的DNA片段，创立“Southern印迹法”。尔后人们用类似的
　　方法，对RNA和蛋白质进行印迹分析，对RNA的印迹分析称为“Northern印迹法”，对单向电
　　泳后的蛋白质进行印迹分析称为“Western印迹法”，对双向电泳后的蛋白质进行印迹分析称为“Eastern印迹法”。
　　1935年，赫维西（G.Hevesy）制得人工放射性磷，奠定了放射性同位素示踪技术的基
　　础，这使他获得1943年的诺贝尔化学奖。同年，舍恩海默（R.Schoenheimer）和瑞顿伯格（D.
　　Rittenberg）将同位素示踪用于糖类及脂类物质的中间代谢的研究。1942年，舍恩海默出版《身体
　　成分的动态》，该书大量采用2H、15N、18O、14C等重同位素示踪的方法追踪代谢途径，从而得出
　　体内物质不断变化更新的动态概念。放射性同位素示踪技术在20世纪50年代有了很大发展，为
　　阐明各种生物分子的代谢过程起了关键作用。
　　1940年，马丁（A.J.P.Martin）和辛格（R.L.M.Synge）建立色层析法，后来又发展为纸
　　层析及分配层析，并应用于分析氨基酸，他们因此获得1952年的诺贝尔化学奖。1949年，斯坦（W.H.Stein）和穆尔（S.Moore）报告了用淀粉柱区带层析测定β-乳球蛋白的全部氨基酸组成。40年代，层析技术有了很大发展，成为分离生物分子的关键技术；60年代，层析技术又有了重大进展。1968—1972年，安芬森（C.B.An.nsen）建立了亲和层析（af.nitychromatography，AC）技术，开辟了层析技术的新领域。
　　1949—1950年，桑格（F.Sanger）发展了2,4-二硝基氟苯法，埃德曼（P.Edman）发展了异
　　硫氰酸苯酯法鉴定肽链的N-末端。1953年，桑格研究出蛋白质序列的测定方法。1958年，斯坦、
　　穆尔和斯帕克曼（D.H.Spackman）设计出氨基酸自动分析仪，加快了蛋白质的分析工作。1967
　　年，埃德曼和贝格（G.Begg）建成多肽氨基酸序列分析仪。1973年，穆尔和斯坦又设计出氨基
　　酸序列自动测定仪，大大加快了多肽一级结构的测定。
　　1975年，桑格建立DNA碱基序列的分析方法并不断加以改进，1977年完成了Φ-Χ174噬菌体全部5400个碱基序列的分析。1976年，马克萨姆（A.M.Mexam）和吉尔伯特（W.Gilbert）建立了快速测定大片段DNA序列的化学法。1977年，桑格提出应用链终止抑制法测定DNA序列。随后，DNA序列测定仪、DNA合成仪等相继问世。1985年，史密斯（M.Smith）等报道了DNA测序中应用荧光标记取代同位素标记的方法。桑格在大分子测序方面做出了杰出贡献，他曾经两次荣获诺贝尔化学奖，1958年因为确定了胰岛素的分子结构获奖，1980年又因为设计出测定DNA核苷酸排列顺序的方法而与吉尔伯特和伯格（P.Berg）共同获奖。
　　研究大分子的空间结构离不开电子显微镜技术和X射线衍射技术。1932年，克诺尔（M.Knoll）和鲁斯卡（E.Ruska）制成世界上第一台电子显微镜模型，后来鲁斯卡对模型做了改进，这就是现代电子显微镜的原型，电子显微镜打开了人类观察微观世界的窗口。1938年，阿斯伯里
　　（W.T.Asbury）等对核酸进行了X射线研究；伯纳尔（J.D.Bernal）等对糜蛋白酶进行了X射线研究。以后，肯德鲁（J.C.Kendrew）利用X射线衍射技术测定了肌红蛋白的结构，佩鲁兹（M.
　　F.Perutz）分析了血红蛋白的结构，他们二人因此获得1962年的诺贝尔化学奖。同年，威尔金斯（M.H.F.Wilkins）用X射线衍射技术证实了DNA的双螺旋模型，与沃森（J.D.Watson）和
　　……