生物化学研究方法
生物化学技术指的是几种分析与试验方法,这些方法是在长期对蛋白质、酶类以及核酸等几种生物大分子进行研究的过程中总结出来的。一般来说,生物化学技术主要涉及生命科学、微分子生物学、细胞学等几个生物研究领域。生物化学技术是对一系列微观的生物研究技术的统称,生物化学的主要任务是在分子水平上阐释生物体发生、分化进化、衰老等基本生物学现象,揭示疾病发生的机制,为临床上探索疾病的预防、诊断和治疗提供理论依据和可行的方法与途径。生物化学技术在脾脏象研究中,应用较多的主要是沉淀、电泳、色谱等分离技术,基因重组、DNA分子探针、DNA图谱等基因技术。
(一)生物大分子的吸收光谱分析
分光光度技术是利用紫外光、可见光、红外光以及激光等测定物质的吸收光谱,并对物质进行定性、定量以及结构分析的技术。该方法使用的仪器为分光光度计,具有灵敏度高、测定速度快、应用范围广等特点。在中医药研究中,分光光度技术主要用于氨基酸、蛋白质、核酸等物质含量的测定、生物大分子的鉴定、酶活力测定以及酶促反应动力学研究、疾病的诊断及其中医药对细胞或体液中氨基酸、蛋白质核酸等生物大分子含量的影响等。
(二)生物大分子的电泳与层析分离
电泳技术与层析分离技术均是包括组织细胞与体液中氨基酸、多肽、蛋白质、脂类、核苷、核苷酸及核酸等分离的重要研究方法,并可用于分析物质的纯度和分子量的测定等。
电泳与层析分离技术
(1)电泳技术:是指在电场作用下,带电颗粒由于所带的电荷不同以及分子大小差异而有不同的迁移行为从而彼此分离开来的一种实验技术。由于混合物中各种组分所带电荷性质、电荷数量以及相对分子质量的不同,在同一电场的作用下,各组分泳动的方向和速率也各异。因此,在一定时间内各组分移动的距离也不同,从而达到分离鉴定各组分的目的。在中医药研究中,电泳技术用于中药材的鉴别及中医药对氨基酸、多肽、蛋白质、脂类、核苷、核苷酸及核酸等生物大分子调控效应的研究,如可利用蛋白质电泳、高效毛细管电泳技术获取指纹图谱,结合数理统计,分析寒、热中药中蛋白质规律性的差异,可为中药四性理论现代研究提供实验依据。
(2)层析技术:层析技术是现代生物化学最常用的分离技术之一。它是利用混合物中各组分的理化性质,如吸附力、分子大小和形状、分子极性、分子亲和力、分配系数等的差异,在物质经过两相时不断地进行交换、分配、吸附和解吸附等过程,可将各组分间的微小差异经过相同的重复过程累积而放大,最终达到分离的目的。配合相应的光学、电学和电化学检测手段,可用于定性、定量和纯化特定的物质,可以达到很高的纯度。层析法的特点是分离效率、灵敏度、选择性均非常高,尤其适合样品含量少而杂质含量多的复杂生物样品的分析。
层析技术的应用与发展,对于药用植物各类化学成分的分离鉴定工作具有重要作用。如中药丹参的化学成分在20世纪30年代仅从中分离到3种脂溶性色素,分别称为丹参酮Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。通过各种层析方法,迄今已发现15种单体(其中有4种为我国首次发现);薄层层析法亦应用于中草药品种、药材及其制剂真伪的检查、质量控制和资源调查,对控制化学反应的进程,反应副产品产物的检查,中间体分析,化学药品及制剂杂质的检查,临床和生化检验以及毒物分析等,都是有效的手段。
(三)透析技术研究方法
透析就是利用半透膜的选择性,从溶液里分离大分子和小分子的一种分离技术。所谓半透膜,实质是一种只给某种分子或离子扩散进出的薄膜,即对不同物质通过具有选择性的薄膜,如细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制的胶棉薄膜等。实际上,生物吸取养分也是通过半透膜进行的,人体当然也不例外。工业用半透膜是用高分子材料经过特殊工艺制成的,它只允许水分子透过,而不允许溶质通过。有机生命体的半透膜是一种只允许离子和小分子自由通过的膜结构。这项技术最初应用于神经生理学领域,现在已经广泛应用到了包括脑、心、肺、肝、胆、肾、眼、皮肤、骨骼肌、脂肪甚至血液等几乎各种器官和组织。在中医药研究中,透析技术主要可应用于中药药理学及针刺机制研究等方面。