在生产生活中，热水的使用量非常大，而市面上流行的热水器通常只能设定固定的温度，并且一般需要在现场控制。但在许多工业场合，经常需要对远端热水装置的工作过程进行控制，使其生产出稳定的热水，并可随时调节水温。本文使用普通的单股双绞线作为网络物理介质，设计了一个基于LON网络的远程监控系统，来完成上述功能。 1 Lonworks总线和神经芯片 Lonworks控制网络是当前最为流行的现场总线之一，它的核心是神经元芯片(neuron chip)和LonTalk通信协议。LonTalk通信协议支持0SI／RM的所有七层模型，使得LON网络与其他网络有着良好的接口和兼容性。支持多种拓扑结构，通信介质可选双绞线、电力线、红外线、光纤、同轴电缆等媒介，使得网络布线更加方便。应用程序采用面向对象的设计方法，通过网络变量进行节点之间的数据交换，使网络通信简化为参数设置。 本系统中用到两种关键部件。 (1)神经芯片 神经元(Neuron)芯片使用CMOS VLSI技术，允许运行价格低廉的控制网络。其主要包括MCl431

人类基因组测序计划完成之后，科学家们凭借良好的DNA芯片及坚实的 生物 信息学平台可以全面地了解生命细胞系统。然而在不同的细胞生理 状态下，细胞内蛋白表达及蛋白的功能存在着差异，细胞蛋白质组存在着差异。而且多种因素影响着细胞在不同环境下的生理状态，比如，细胞信号分子，细胞间及细胞与基质的相互作用等等。细胞内调控通过调节mRNA转录水平，蛋白表达水平，以及蛋白的修饰与定位，控制着蛋白的功能，决定着细胞生理状态。 在这种情况下，一些实验技术已被用来进行生命细胞系统中蛋白成分的分析研究。然而这些技术还不能进行细胞内高度复杂且高度动态变化（变化范围达107级）的蛋白表达的研究。如今被广泛应用的可同时检测大量蛋白成分的分析技术是二维凝胶电泳（2D-PAGE）。但其面临着诸多的检测缺陷，比如：较弱的样品检测结果，较窄的动态检测范围以及不能对疏水、极酸或极碱的小蛋白分子进行检测分析等等。作为二维凝胶电泳（2D-PAGE）的替代方法，多层色谱分析方法被用于分离蛋白样品成分，降低样品中复杂物质的含量，以进行大规模色谱蛋白鉴别分析。这项

过去30年中，大量的 生物 学新发现和对人类基因组的深入了解，致使很多 生物 技术新药开发出来，目前已上市的有230种。仅去年一年，美国食品与药物管理局（FDA）就批准了20种生物技术新药，其中包括治疗失眠、多种硬化症、剧痛、慢性肾病、失禁、口腔疼痛和治癌等药物。现在，正处于后期临床试验的250种生物技术药中，至少有50种将会获得FDA的批准，批准成功率几乎是药物工业标准成功率的3倍。 　　一种治疗胃癌药物Sutent的发明人、耶鲁大学医学院的施莱辛格就说：“我们现在正处于药物开发的黄金时代。”预计Sutent在明年初就会得到FDA的批准。 　　这场由生物技术驱动的医学革命，实际上经历着逐步演化，也是几十年研究的缓慢积累。自1973年利用细胞培育法首次批量生产可产生有用人类蛋白质的基因以来，很多科学家通过基因调控，寻求改变疾病过程的新分子。 　　美国药物咨询公司总裁哈伯曼说：“令人十分感兴趣的是，这一次，真的是科学研究人员在推动着生物技术的发展，而不是公司的研发在推动生物技术向前走。”与传统的药物公司不一样，

蛋白组学研究是即基因组学研究后的生命科学发展的一个大方向之一。蛋白质的结构和功能最终直接影响着生命活动的变化，基因转录水平的研究只能在一定程度上反映基因表达产物的变化，而真正发挥功能的蛋白要经过转录后加工、翻译调控以及翻译后加工等许多步骤和调控才能形成，因而对蛋白质的直接研究才能真实的解释各种生命现象。但是目前研究蛋白质的手段和方法还没有很大的发展，所以寻找有效、快捷的蛋白分析技术成为了至关重要的一个环节。 蛋白芯片技术的出现给蛋白组学研究带来新思路。蛋白组学研究中一个主要的内容就是要研究在不同生理状态或病理状态下蛋白水平的量变，微型化，集成化，高通量化的抗体芯片就是一个非常好的研究工具，它也是蛋白芯片中发展最快的芯片，而且在技术上已经日益成熟。这些抗体芯片有的已经在向临床应用上发展，比如肿瘤标志物抗体芯片等，还有很多已经用在研究的各个领域里。 第一张商品化的抗体芯片是由美国BD Clontech公司推出的。这是一张用于研究的抗体芯片，芯片上排列了378种已知蛋白的单抗（Ab Microarray 380， 目录号 K1847-1），这些单抗对应的蛋白都是细胞结构

伴随着刺眼的“蓝色”警示灯的一阵闪烁，一名危重病人被抬进了急救中心。但是，情急之下医生来不及查阅患者的病历，患者本人因昏迷无法与医生交流，其家属提供的病人信息似乎与现实有出入，怎么办？！别急，在这种情况下，一种名为“ＶｅｒｉＣｈｉｐ”的芯片技术或许能使上述问题迎刃而解。 救命芯片 “ＶｅｒｉＣｈｉｐ”芯片技术的开发者是位于美国佛罗里达州德尔雷比奇市的应用数字解决方案公司。这种微型芯片上储存着病人的病例、用药情况、过敏反应、主要健康问题和身份号码等信息。医生可以通过注射器把米粒大小的芯片埋在病人胳膊里，整个过程不超过２０分钟，病人感觉不到疼痛，也不用缝针。 当病人发生昏厥或出现交流困难时，医生可以通过扫描仪读取芯片上的内容，为抢救提供便利。 就像超市商品上粘贴的条形码，能在交款台显示商品名称和价格一样，这种芯片内储存着一些只有在医院才能被解读的代码。在必要情况下，专业医务人员还能更新芯片所储存的内容。 这项技术其实在１５年前就开始用到宠物身上。在美国已经有大约１００万只宠物的体内植入了类似的芯片

　　雅格布斯 (Jacobs) 全家人植入了个人身份识别微芯片 (VeriChip) ( 俗称 " 体内植入芯片 "), 这一消息于2002 年 5 月在美国 " 今日秀 " 节目中播放后 , 乔治·奥威尔 (George Orwell) 所描绘的 " 监控社会 " 似乎又前进了一步。 但是这种芯片的医学地位及其安全性还无法确定 , 要进入 " 体内植入芯片 " 的时代 , 还有许多难题有待解决。 　　几个月以来 , 位于美国佛罗里达州棕榈湾的应用数码公司 (ADS) 已研发出一种名为 VeriChip 的可植入式微芯片 , 形似米粒状 , 可植入皮下 , 正如千百万个植入宠物体内的芯片 , 它接收来自读取数据扫描设备的无线电信号并将植入者个人信息发送到扫描设备。这种芯片不仅可用于身份确认 , 还可以通过网络与记载了该携

Pradipsinh Rathod Rick Tarleton 一项新研究表明，DNA芯片分析可为开发出治疗诸如南美锥虫病（Chagas disease）、血吸虫病（schistosomiasis）和疟疾等传染性疾病的疫苗和疗法铺平道路。 研究人员在美国热带医学与卫生协会日前于科罗拉多州丹佛举行的一次会议上报道，基因芯片为揭示病原体细胞中所发生了什么，以及如何利用这些信息开发出新的治疗策略都提供了难得的新线索。 例如，一种用于治疗血吸虫病的普通药物praziquantel,会增强白介素6（IL-6)基因的表达，英国剑桥大学的一名寄生虫学博士后研究人员Karl Hoffman在会议上发言说。IL-6对细胞对感染的多种应答都有影响，会动员粒细胞（一种白细胞）并驱动免疫系统对寄生虫的入侵做出应答。但“如果没有基因芯片呈递给我们的信息，我们永远不会知道这些。

　　如果给计算机装入人的想法， 计算机就有了人的才干；如果给机器装入人的部分智能，它就聪明起来。假如反过来，把某些器件安装到人体里，那又将如何呢？ 脑电波———信息指令的源泉 　　据中国科学院心理学研究所的罗跃佳研究员介绍，现代医学确定人死亡的方式有两种，一种是心脏停止跳动，即心电图出现一条直线；另一种是脑死亡，就是说人的心跳、呼吸还存在，可是脑电活动停止了———脑电波呈现出一条直线。因为人的大脑随着思维的活动，随时在产生脑电波（或称脑电流），这是可以通过 仪器 测出来的。 　　一般来说，脑电波测定的方式是这样的：给人戴上安装着几十个或者上百个电极的电极帽，抹上电极膏，使电极与头皮紧密地连接在一起，就可以测出脑电活动。当然，脑电信号一般只有几微伏，研究人员在 仪器 上看到的脑电信号，已经被放大了几万倍。 　　脑电活动又

实验原理 单向定量免疫电泳又称火箭电泳（rocket immunoelectrophoresis）。在琼脂内掺入适量的抗体，在电场作用下，定量的抗原泳动遇到琼脂内的抗体，形成抗原—抗体复合物沉淀下来。走在后面的抗原继续在电场作用下向正极泳动，遇到琼脂内沉淀的抗原—抗体复合物，抗原量的增加造成抗原过量，使复合物沉淀溶解，一同向正极移动而进入新的琼脂内与未结合的抗体结合，又形成新的抗原—抗体复合物沉淀下来，不断地沉淀—溶解—再沉淀，直至全部抗原和抗体结合，在琼脂内形成锥形的沉淀峰，称火箭电泳。火箭峰的长度与标准抗原比较，可计算待测抗原的浓度。 本实验以人血清作为抗原，免疫动物（家兔）产生抗血清，当适量抗原、抗体在琼脂糖中扩散，两者相遇时，则形成抗原抗体复合物的白色沉淀线。不同的抗原分子与相应的抗体分子的扩散速度不同，当两者间比例适当时，出现数目不同的沉淀线，根据沉淀线的出现可以定性抗原、诊断疾病或测定抗体的效价。 试剂 和器材 一、 试剂

【目的和要求】 1、 学习和掌握蛋白质双向电泳的基本原理和方法。 2、 了解双向电泳技术在蛋白质组学研究中的应用。 【实验原理】 蛋白质的双向电泳的第一向为等电聚焦（Isoelectrofocusing,IEF）,根据蛋白质的等电点不同进行分离；第二向为SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE），按亚基分子量大小进行分离。经过电荷和分子量两次分离后，可以得到蛋白质分子的等电点和分子量信息。 等电聚焦是一种特殊的聚丙烯酰胺凝胶电泳，其特点是在凝胶中加入一种两性电解质载体，从而使凝胶在电场中形成连续的pH梯度。蛋白质是典型的两性电解质分子，它在大于其等电点的pH环境中以阴离子形式向电场的正极移动，在小于其等电点的pH环境中以阳离子形式向负极移动。这种泳动只有在等于等电点的pH环境中才停止。如果在一种pH梯度的环境中将含有各种不同等电点的蛋白质混合样品进行电泳，那么在电场作用下，不管这一群混杂的蛋白质分子原始分布如何，各蛋白质分子将按照它们各自的等电点大小在pH梯度相对应的位置进行聚集经过一定时间

一、实验目的 1．掌握电泳法分离血清蛋白质的原理。 2. 掌握血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳的操作方法。 3．测定人血清中各种蛋白质的相对百分含量。 二、实验原理 带电粒子在电场中向与其电性相反的电极方向泳动的现象称为电泳。血清中各种蛋白质的等电点在pH4.0～7.3之间，在pH8.6的缓冲溶液中均带负电荷，在电场中向正极泳动。血清中各种蛋白质的等电点不同，所以带电荷量也不同。此外各种蛋白质的分子大小各有差异，因此在同一电场中泳动的速度不同。分子小而带电荷多者，泳动较快；反之，则较慢。 采用醋酸纤维素薄膜为支持物的电泳方法，称为醋酸纤维素薄膜电泳。该膜具有均一的泡沫状结构（厚约120μm），渗透性强，对分子移动的阻力很弱。用其作支持物进行电泳，具有微量、快速、简便、分离清晰、对样品无吸附现象等优点。现已广泛用于血清蛋白、糖蛋白、脂蛋白、血红蛋白、酶的分离和免疫电泳等方面。 经醋酸纤维素薄膜电泳可将血清蛋白按电泳速度分为5条区带，从正极端依次为清蛋白、α1球蛋白、α2球蛋白

【原理】 免疫电泳法是指利用凝胶电泳与双向免疫扩散两种技术结合的实验方法。在电场作用下标本中各组分因电泳迁移率不同而分成区带，然后沿电泳平行方向将凝胶挖一沟槽，将抗体加入沟槽内，使抗原与抗体相互扩散而形成沉淀线。根据沉淀线的数量、位置及形状，以分析标本中所含组分的性质，本实验常用于抗原分析及免疫性疾病的诊断。 【材料】 1%离子琼脂（pH8.6巴比妥缓冲液加入等量蒸馏水，再加入1%琼脂，溶解后用脱脂棉过滤，分装试管，实验前加热溶解置56~60℃水浴箱中平衡温度备用）。 免疫电泳用玻片 待检血清 人IgG（1mg/ml） 抗人全血清抗体 微量加样器及塑料吸头 尖吸管及橡皮吸头 打孔器、解剖刀、尺、打孔模板、湿盒等。 电泳仪：将pH8.6巴比妥缓冲液注入电泳槽内（注意正负极各槽内所加入的量应在同一水平），并将滤纸裁成适当长度和宽度以备搭桥使用。 附：pH8.6巴比妥缓冲液配制方法 巴比妥钠（Barbital Sodium）10.3g 巴比

1 原理 毛细管电泳的基本原理是：缓冲液中不同带电离子在高压（10—30KV）电场作用下，以石英毛细管为分离痛道，被分离物以不同的速度迁移而达到分离的目的。 2 实验流程 制备样品→选择适当的试验程序→清洗毛细管→更换电泳缓冲液进行电泳 →同时在线检测 3 特点 优点：分离操作时间短，最快可达几秒；分离效率高；样品用量少，容剂消耗少，环境污染小；操作自动化程度高，可用计算机控制实现软件分析。 缺点：制备能力差；由于毛细管电泳采用内径极小，而只能进行微量分析；不能对多个样品进行平行处理，而只能对单个样品进行多次进样分析，缺乏平行对照，这要求很高的重复性。 4 应用 毛细管电泳技术可应用于：无机及有机化合物的分离分析；蛋白质、 氨基酸 、肽的分离分析；核酸的分离分析；对映体的分离分析；CE在药物及临床分析中的应用。目前,毛细管电泳应用于作物贮藏蛋白研究中具独特优势，特别是在品种及种质指纹

一、原理 聚丙烯酰胺凝胶由丙烯酰胺和交联剂甲叉双丙烯酰胺在催化剂作用下聚合而成，具有三维网状结构，其网孔大小可由凝胶浓度和交联度加以调节。凝胶电泳兼有电荷效应和分子筛效应。被分离物质由于所载电荷数量、分子大小和形状的差异，因此在电泳时产生不同的泳动速率而相互分离。利用特异性的颜色反应使待测酶着色，这样就可在凝胶中展现出酶谱。过氧化物酶是植物体内常见的氧化酶。植物体内许多生理代谢过程常与它的活性及其同工酶的种类有关。利用过氧化物酶能催化H 2 O 2 把联苯胺氧化成蓝色或棕褐色产物的原理，将经过电泳后的凝胶置于有H 2 O 2 及联苯胺的溶液染色，出现蓝色或棕褐色部位即为过氧化物酶同工酶在凝胶中存在的位置，多条有色带即构成过氧化物酶同工酶谱。本实验利用连续的盘状凝胶电泳，采用Tris－Gly缓冲系统来分离阴离子过氧化物酶同工酶。 二、材料、 仪器 设备及试剂 （一）材料：小麦芽 （二） 仪器 设备：　1. 稳流稳压电泳仪；2.

毛细管电泳(capillary electrophoresis，CE）又称高效毛细管电泳(HPCE)。 是以毛细管为分离通道，以高压电场为驱动力的新型液相分离分析技术，在八十年代得以迅速发展。目前，在生命科学、药物分析、以及从小分子、离子到单细胞分析的一系列领域得到了广泛的应用。 毛细管电泳的发展过程： 1.六十年代中期：瑞典科学家Hjerten 首先提出了毛细管区带电泳（CZE）的方法，被看作毛细管电泳的起点。 2.1979年：Mikkers等用200μmID的聚四氟乙烯管为分离通道，获得了很高的分离效率。 3.1981年：Jorgenson和Lukacs 用75μmID的熔融毛细管做CZE，在30KV电压下产生了4×10 5 片/m的效率，成为毛细管电泳发展史上的里程碑。 4.1984年：Terabe运用含SDS胶束的缓冲液分离了中性分子，从而建立了胶束电动毛细管电泳。 5.1987年，Hjerten建立了毛细管等电聚焦；Cohen和Karger提出了

了解SDS-PAGE垂直板型电泳法的基本原理及操作技术。 学习并掌握SDS－PAGE法测定蛋白质相对分子量的技术。 实验原理 SDS-PAGE电泳法，即十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳法，。 1．在蛋白质混合样品中各蛋白质组分的迁移率主要取决于分子大小和形状以及所带电荷多少。 2．在聚丙烯酰胺凝胶系统中，加入一定量的十二烷基硫酸钠（SDS），SDS是一种阴离子表面活性剂，加入到电泳系统中能使蛋白质的氢键和疏水键打开，并结合到蛋白质分子上（在一定条件下，大多数蛋白质与SDS的结合比为1.4gSDS/1g蛋白质），使各种蛋白质—SDS复合物都带上相同密度的负电荷，其数量远远超过了蛋白质分子原有的电荷量，从而掩盖了不同种类蛋白质间原有的电荷差别。此时，蛋白质分子的电泳迁移率主要取决于它的分子量大小，而其它因素对电泳迁移率的影响几乎可以忽略不计。 3. 当蛋白质的分子量在15000～200000之间时，电泳迁移率与分子量的对数值呈直线关系，符合下列方程： 1gMr =K―

SDS 是一种阴离子表面激活剂，在蛋白质溶液里加入 SDS 和巯基乙醇后，巯基乙醇能使蛋白质分子中的二硫键还原； SDS 能使蛋白质的氢键、疏水键打开并结合到蛋白质分子上，形成蛋白质 -SDS 复合物。在一定条件下，SDS 与大多数蛋白质的结合比例为 1.4g SDS/1g 蛋白质。由于十二烷基硫酸根带负电，使各种蛋白质的 SDS- 复合物都带上相同密度的负电荷，它的量大大超过了蛋白质原有的电荷量，因而掩盖了不同种类蛋白质间原有的电荷差别。SDS 与蛋白质结合后，还引起了蛋白质构象的改变。蛋白质 -SDS 复合物的流体力学和光学性质表明，它们在水溶液中的形状，近似于雪茄烟形的长椭圆棒，不同蛋白质的 SDS 复合物的短轴长度都一样，约为 1.8nm ，而长轴则随蛋白质的 M r 成正比的变化。基于上述原因，蛋白质 -SDS 复合物在凝胶电泳中的迁移率，不再受蛋白质原有电荷和形状的影响，而只与椭圆棒的长度有关， 也就是蛋白质 M r 的函数。 二、设备 1．垂直板电泳槽一套 2．直流稳压电源（500伏、100毫安） 3．抽气装置

实验原理：在样品介质和聚丙烯酰胺凝胶中加入离子去污剂和强还原剂后，蛋白质亚基的点泳迁移率主要取决于亚及分子量的大小，而电荷因素可以被忽略。当蛋白质的分子量在15KD到200KD之间时，电泳迁移率与分子量的对数呈线性关系，可以用来测定蛋白质亚基的分子量。 基本过程：制胶、电泳、检测 试剂 ：（储液由专业人员配置）30%丙烯酰胺单体储液、10%过硫酸铵、TEMED、1.5mol/L Tris -HCl, pH8.8、1.0mol/L Tris -HCl, pH6.8、10% SDS 、10XTris-甘氨酸系统的电泳 缓冲液 、2Xloading buffer、水饱和正丁醇 器材：灌胶支架、玻璃板、梳子、电源、加热器、电泳槽、扫描仪 实验操作程序： 1．安装灌胶模具，依照说明书进行 2．按照配方配置一定量（7cm模具配置1mm厚的胶配置5ml）的分离胶溶液和浓缩胶溶液（2ml），过硫酸铵和TEMED在用前加入。 3．分离胶溶液充分混匀后从一侧加入

实验原理：第一向等电聚焦的基本原理是利用蛋白质分子或其他两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。第二向运用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳根据分子量大小对蛋白质进行分离。 基本过程：等电聚焦、平衡及转移到二向、SDS-PAGE 试剂 或储液：IPG buffer、矿物油、DTT、碘代乙酰胺、过硫酸铵、TEMED、1M DTT、rehydration buffer、平衡液储液、30%丙烯酰胺单体储液、1.5M Tris-HCl、10% SDS、10X Tris-甘氨酸系统的电泳缓冲液、0.5% 琼脂 糖、水饱和正丁醇、占位液 实验操作程序： 等点聚焦部分 1．根据选用的胶条的长度计算上样体积（见附1），加1M DTT到终浓度50mM需要的体积，补加IPG buffer到终浓度0.2%或者0.5%的体积，加rehydration buffer到该胶条的上样体积。 2．把各种溶液按计算的体积加入到eppendorf管中，充分混匀，（或者超声5-10min）14000rpm,10℃离心5min

实验目的：检测聚丙烯酰胺凝胶中的蛋白质。 实验原理：在碱性条件下，用甲醛将蛋白带上的硝酸银（银离子）还原成金属银，以使银颗粒沉积在蛋白带上。染色的程度与蛋白中的一些特殊的基团有关，不含或者很少含半胱氨酸残基的蛋白质有时候呈负染。银染的详细机制还不是非常清楚。 试剂 ：乙醇、冰醋酸、乙酸钠、硫代硫酸钠、硝酸银、碳酸钠、甘氨酸或 EDTA .Na 2 .2H 2 O、甲醛 实验操作程序： 固定：30min或者更长时间 100ml 乙醇 40% 乙醇 25ml冰醋酸 10% 冰醋酸 加水到250ml 致敏：30min 75ml 乙醇 30% 乙醇 17g 乙酸钠 28.2g 三水乙酸钠 0.5g硫代硫酸钠 加水到终体积250ml 水洗：3 x 10min 银染：20min 0.625g AgNO 3 100 ul 37%甲醛 加水到终体积250ml 水