目 錄
第1章 環(huán)境分析化學簡介……………………………………………………………………1
1.1 環(huán)境分析化學的任務、特點及要求……………………………………………1
1.1.1 環(huán)境分析化學的任務……………………………………………………………1
1.1.2 環(huán)境分析化學的特點………………………………………………………1
1.1.3 環(huán)境分析化學的要求……………………………………………………………2
1.2 環(huán)境分析化學的發(fā)展趨勢………………………………………………………2
1.2.1 高效預富集、分離方法的研究……………………………………………………2
1.2.2 環(huán)境分析監(jiān)測技術的連續(xù)自動化………………………………………………3
1.2.3 開發(fā)新的用于環(huán)境分析化學的計算機軟件……………………………………3
1.2.4 各種方法和儀器的聯(lián)用…………………………………………………………3
1.2.5 提出新原理，發(fā)展新方法…………………………………………………………3
1.2.6 環(huán)境生化分析……………………………………………………………………4
1.3 環(huán)境檢驗的生化指示器系統(tǒng)……………………………………………………4
1.3.1 活體生物……………………………………………………………………………4
1.3.2 組織和器官…………………………………………………………………………5
1.3.3 細胞培養(yǎng)……………………………………………………………………………7
1.3.4 細胞制備物…………………………………………………………………………8
1.4 污染物在生物體內(nèi)的積累和分布……………………………………………………10
1.4.1 污染物在生物體內(nèi)的積累…………………………………………………………10
1.4.2 污染物在生物體內(nèi)的分布………………………………………………………10
1.5 生物樣品的采集、制備和保存…………………………………………………………11
1.5.1 人類血、尿、頭發(fā)和其他組織樣品的采集、制備和保存…………………………11
1.5.2 動物樣品的采集、制備和保存……………………………………………………13
1.5.3 人和動物待檢樣品的取樣………………………………………………………16
1.5.4 植物樣品的采集、制備和保存……………………………………………………16
1.6 生物樣品的預處理…………………………………………………………………18
1.6.1 消解和灰化………………………………………………………………………19
1.6.2 提取、分離和濃縮…………………………………………………………………19
1.6.3 適用于酶法檢驗的生物樣品的處理……………………………………………20
1.7 環(huán)境樣品有機污染物分析的預處理技術……………………………………………22
1.7.1 優(yōu)先污染物與優(yōu)先監(jiān)測…………………………………………………………22
1.7.2 環(huán)境有機污染物分析的必要性與特點…………………………………………23
1.7.3 環(huán)境有機污染物分析的一般步驟與方法………………………………………23
1.7.4 環(huán)境有機污染物衍生化…………………………………………………………25
1.7.5 固相萃取…………………………………………………………………………27
1.7.6 固相微萃取………………………………………………………………………32
1.7.7 超臨界流體萃取…………………………………………………………………34
思考題……………………………………………………………………………………37
參考文獻…………………………………………………………………………………………37
第2章 蛋白質(zhì)結構與性質(zhì)………………………………………………………………………38
2.1 蛋白質(zhì)的功能、分類…………………………………………………………………38
2.1.1 蛋白質(zhì)研究概況…………………………………………………………………38
2.1.2 蛋白質(zhì)的功能……………………………………………………………………39
2.1.3 蛋白質(zhì)的分類……………………………………………………………………39
2.2 氨基酸的功能、結構、性質(zhì)……………………………………………………………40
2.2.1 氨基酸的功能與制備……………………………………………………………40
2.2.2 天然氨基酸的主體結構…………………………………………………………41
2.2.3 氨基酸的性質(zhì)……………………………………………………………………42
2.3 蛋白質(zhì)的性質(zhì)……………………………………………………………………………45
2.3.1 蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點……………………………………………………45
2.3.2 蛋白質(zhì)分子的大小………………………………………………………………46
2.3.3 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)………………………………………………………………47
2.3.4 蛋白質(zhì)的變性……………………………………………………………………47
2.3.5 蛋白質(zhì)的沉淀反應………………………………………………………………48
2.3.6 蛋白質(zhì)的顏色反應……………………………………………………………48
2.4 蛋白質(zhì)的結構分析…………………………………………………………………49
2.4.1 蛋白質(zhì)的一級結構…………………………………………………………………49
2.4.2 蛋白質(zhì)的二級結構…………………………………………………………………49
2.4.3 蛋白質(zhì)的三級結構…………………………………………………………………50
2.4.4 蛋白質(zhì)的四級結構…………………………………………………………………50
2.5 蛋白質(zhì)組學簡介…………………………………………………………………………51
2.5.1 常用的蛋白質(zhì)組學研究技術………………………………………………………52
2.5.2 蛋白質(zhì)組學研究展望………………………………………………………………55
思考題……………………………………………………………………………………55
參考文獻……………………………………………………………………………………………55
第3章 氨基酸分析…………………………………………………………………………………56
3.1 氨基酸的定量斑點分析…………………………………………………………………56
3.1.1 斑點顯色分析法…………………………………………………………………56
3.1.2 斑點熒光分析法…………………………………………………………………57
3.2 色譜方法……………………………………………………………………………………57
3.2.1 離子交換色譜法…………………………………………………………………57
3.2.2 反相色譜分析法…………………………………………………………………60
3.2.3 氣相色譜法………………………………………………………………………62
3.2.4 氨基酸的電泳分析法……………………………………………………………62
3.3 基于氨基酸選擇性反應的分析方法………………………………………………63
3.3.1 顯色分析法………………………………………………………………………63
3.3.2 熒光方法…………………………………………………………………………63
3.3.3 微生物方法………………………………………………………………………64
3.3.4 酶分析法…………………………………………………………………………64
3.4 氨基酸分析中存在的問題及發(fā)展趨勢…………………………………………65
思考題……………………………………………………………………………………65
參考文獻………………………………………………………………………………………65
第4章 蛋白質(zhì)分析方法…………………………………………………………………66
4.1 蛋白質(zhì)分析方法概論…………………………………………………………………66
4.2 化學分析法……………………………………………………………………………67
4.3 紫外吸收光譜法…………………………………………………………………68
4.3.1 雙縮脲法………………………………………………………………………69
4.3.2 勞里(Lowry)法………………………………………………………………69
4.3.3 染料結合法……………………………………………………………………70
4.4 熒光分光光度法………………………………………………………………73
4.4.1 內(nèi)源熒光法……………………………………………………………………73
4.4.2 外源熒光法……………………………………………………………………73
4.5 共振散射光譜法………………………………………………………………………75
4.6 極譜法……………………………………………………………………………………76
4.6.1 蛋白質(zhì)自身的極譜波…………………………………………………………76
4.6.2 蛋白質(zhì)的催化氫波……………………………………………………………76
4.6.3 蛋白質(zhì)-金屬配合物吸附波…………………………………………………77
4.7 高效液相色譜法………………………………………………………………………78
4.7.1 高效液相色譜簡介……………………………………………………………78
4.7.2 蛋白質(zhì)的高效液相色譜分析…………………………………………………84
4.8 高效毛細管電泳法……………………………………………………………84
4.8.1 HPCE簡介…………………………………………………………………84
4.8.2 毛細管電泳法的應用………………………………………………………90
思考題………………………………………………………………………………91
參考文獻………………………………………………………………………………………91
第5章 酶分析法…………………………………………………………………………………92
5.1 酶分析基礎……………………………………………………………………………92
5.1.1 酶的定義和性質(zhì)…………………………………………………………………92
5.1.2 酶分析測定的原則………………………………………………………………92
5.1.3 酶反應動力學……………………………………………………………………93
5.1.4 影響酶催化反應的因素…………………………………………………………96
5.2 酶動力學分析方法……………………………………………………………98
5.2.1 初速度法………………………………………………………………………98
5.2.2 固定時間分析法………………………………………………………………99
5.3 酶分析的檢測技術……………………………………………………………………99
5.3.1 紫外—可見分光光度法………………………………………………………100
5.3.2 熒光光度法……………………………………………………………………100
5.3.3 電化學法………………………………………………………………………100
5.3.4 其他方法………………………………………………………………………101
5.4 酶分析應用……………………………………………………………………………101
5.4.1 活化劑的測定…………………………………………………………………101
5.4.2 抑制劑的分析…………………………………………………………………102
5.4.3 酶活性的測定…………………………………………………………………103
思考題…………………………………………………………………………………106
參考文獻 …………………………………………………………………………………………107
第6章 免疫分析……………………………………………………………………………………108
6.1 抗原抗體及其制備……………………………………………………………………109
6.1.1 抗原及其制備…………………………………………………………………109
6.1.2 抗體及其制備…………………………………………………………………112
6.2 免疫反應 ………………………………………………………………………………121
6.2.1 免疫反應基本原理……………………………………………………………121
6.2.2 經(jīng)典的免疫反應………………………………………………………………124
6.3 免疫分析法 …………………………………………………………………………131
6.3.1 放射免疫測定…………………………………………………………………132
6.3.2 免疫熒光技術……………………………………………………………………145
6.3.3 膠體金標記技術…………………………………………………………………153
思考題…………………………………………………………………………………158
參考文獻 …………………………………………………………………………………………159
第7章 酶聯(lián)免疫法及其在殘留農(nóng)藥分析中的應用…………………………………160
7.1 采用ELISA檢測殘留農(nóng)藥的改進方法……………………………………160
7.1.1 酶標抗原直接競爭抑制法…………………………………………………160
7.2 ELISA檢測殘留農(nóng)藥的一般程序 …………………………………………161
7.2.1 半抗原的準備………………………………………………………………161
7.2.2 人工免疫抗原的合成………………………………………………………161
7.2.3 農(nóng)藥抗體的制備……………………………………………………………162
7.2.4 抗原或抗體的包被…………………………………………………………162
7.2.5 結果的判定…………………………………………………………………163
7.2.6 應用實例……………………………………………………………………165
7.3 采用分子診斷技術對環(huán)境中毒素的檢測分析………………………166
7.3.1 采用免疫分析對真菌毒素的分子診斷……………………………………166
7.3.2 采用免疫分析技術對細菌毒素的分子診斷………………………………170
7.3.3 采用免疫分析技術對其他生物毒素的檢測………………………………172
思考題…………………………………………………………………………………175
參考文獻 …………………………………………………………………………………………175
第8章 生物傳感器及其在環(huán)境污染物分析中的應用……………………………176
8.1 概述…………………………………………………………………………………176
8.2 酶傳感器…………………………………………………………………………177
8.2.1 酶傳感器的結構…………………………………………………………177
8.2.2 酶的固定化 ………………………………………………………………177
8.2.3 酶傳感器的分類…………………………………………………………178
8.3 酶傳感器應用………………………………………………………………………181
8.4 采用生物傳感器對環(huán)境中的污染物進行監(jiān)測………………………………182
8.4.1 采用生物傳感器對環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測………………………………………182
8.4.2 生物傳感器對毒素物質(zhì)的檢測……………………………………………184
8.4.3 利用生物傳感器對殘留農(nóng)藥的檢測………………………………………185
8.4.4 采用傳感器對重要污染物的檢測…………………………………………188
8.4.5 生物傳感器對有機大分子的檢測…………………………………………192
8.4.6 生物傳感器對環(huán)境中金屬離子的檢測……………………………………194
8.5 環(huán)境中農(nóng)藥的免疫傳感技術進展………………………………..……195
8.5.1 農(nóng)藥分析免疫傳感器………………………………………………………195
8.5.2 免疫傳感器的生物分子部分………………………………………………196
8.5.3 免疫傳感器的傳感器部分…………………………………………………197
8.5.4 免疫傳感器方法……………………………………………………………201
思考題…………………………………………………………………………………202
參考文獻…………………………………………………………………………………………202
第9章 核酸分析………………………………………………………………………204
9.1 核酸的結構……………………………………………………………………204
9.1.1 堿基、戊糖、核苷和核苷酸……………………………………………… 204
9.1.2 核酸的結構………………………………………………………………207
9.2 核酸及核苷酸的性質(zhì)………………………………………………………210
9.2.1 溶解性……………………………………………………………………210
9.2.2 核酸及其組分的兩性性質(zhì)………………………………………………210
9.2.3 紫外吸收特性……………………………………………………………214
9.2.4 核酸的變性與復性………………………………………………………215
9.3 核酸的分離純化……………………………………………………………215
9.3.1 核酸分離的一般原則……………………………………………………215
9.3.2 DNA的分離純化…………………………………………………………216
9.3.3 RNA的分離純化…………………………………………………………216
9.3.4 核酸組分的分離純化……………………………………………………217
9.4 核酸分析方法…………………………………………………………………218
9.4.1 化學發(fā)光法…………………………………………………………………218
9.4.2 光度分析法…………………………………………………………………218
9.4.3 熒光分析法……………………………………………………………219
9.4.4 共振散射光譜分析法………………………………………………………219
9.4.5 電化學方法…………………………………………………………………220
9.4.6 其他方法……………………………………………………………………220
思考題………………………………………………………………………………220
參考文獻………………………………………………………………………………………220
第10章 基于分子診斷技術的環(huán)境致病微生物檢測…………………………221
10.1 利用PCR技術檢測環(huán)境中的致病微生物…………………………221
10.1.1 聚合酶鏈式反應………………………………………………………221
10.1.2 采用PCR技術檢測病原菌…………………………………………227
10.1.3 采用PCR檢測環(huán)境中的病毒……………………………………………232
10.1.4 PCR檢測環(huán)境中的寄生蟲………………………………………………235
10.2 利用寡核苷雜交技術檢測致病微生物………………………………238
10.2.1 核酸探針雜交技術………………………………………………………238
10.2.2 采用DNA探針檢測病原微生物………………………………………251
10.3 利用免疫分析技術檢測致病微生物…………………………………255
10.3.1 免疫分析法檢測病原細菌……………………………………………255
10.3.2 ELISA法檢測病原真菌………………………………………………256
10.3.3 ELISA法檢測病毒……………………………………………………257
10.3.4 ELISA法檢測病原蟲…………………………………………………258
10.4 檢測環(huán)境中病原微生物的其他快速方法…………………………259
10.4.1 檢查某些細菌的專有酶進行快速鑒定………………………………259
10.4.2 快速檢測細菌生化反應的色原或熒光底物及成套鑒定系統(tǒng)………259
10.4.3 應用不同載體的快速凝集試劑檢查與鑒定微生物…………………259
10.4.4 快速檢出細菌的毒素………………………………………………260
10.4.5 快速的細菌對抗菌藥物的敏感性試驗………………………………260
10.4.6 化學傳感器對病毒的快速監(jiān)測………………………………………260
思考題…………………………………………………………………………………261
參考文獻………………………………………………………………………………………261
第11章 核酸適體及其在環(huán)境分析中的應用………………………………………262
11.1 修飾核苷酸SELEX技術…………………………………………………262
11.1.1 支持Mod-SELEX的聚合酶……………………………………………262
11.1.2 修飾核苷酸庫SELEX技術應用實例（Mod-SELEX）………………265
11.2 基于核酸適體的生物傳感器和生物測定最近取得的進展…………267
11.2.1 核酸的性能………………………………………………………………268
11.2.2 概述核酸的功能……………………………………………………….270
11.2.3 從大自然庫克書庫中選擇適配體………………………………………271
11.2.4 利用適配體開展工作……………………………………………………272
11.2.5 光學傳感器………………………………………………………………273
11.2.6 固定光學傳感器…………………………………………………………276
11.2.7 固定聲信號傳感器-受約束的和諧信號…………………………………278
11.2.8 微傳感器…………………………………………………………………279
11.2.9 電子傳感器………………………………………………………………279
11.2.10 傳遞FNAs信號促進適體生物感應……………………………………282
11.2.11 適體生物測定—應用于適體研究……………………………………284
11.2.12 適體在診斷學、治療學和藥物發(fā)現(xiàn)中的應用…………………………285
11.3 核酸適配體電化學傳感器………………………………………………………287
11.3.1 電化學核酸適配體傳感器………………………………………………288
11.3.2 效應晶體管核酸適配體傳感器…………………………………………294
11.3.3 基于壓電晶體的微重量核酸適配體傳感器……………………………295
11.3.4 結論和展望………………………………………………………………296
11.4 用于環(huán)境污染監(jiān)測的核酸生物傳感器………………………………………297
11.4.1 前言—生物傳感器在環(huán)境中的應用……………………………………298
11.4.2 基于核酸的生物傳感器…………………………………………………298
11.4.3 基于核酸吸引力的生物傳感器…………………………………………298
11.4.4 基于核酸催化反應的生物傳感器………………………………………302
11.4.5 基于核酸的生物傳感器用于檢測由化學作用導致的DNA損傷………304
11.4.6 新趨勢和結論……………………………………………………………305
思考題………………………………………………………………………………305
參考文獻…………………………………………………………………………306
