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生物工程方向?qū)嶒?yàn)室的儀器配置

返回列表 瀏覽：927 日期：2021-06-15

生物工程方向?qū)嶒?yàn)室的儀器配置需覆蓋分子生物學(xué)、細(xì)胞培養(yǎng)、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、分離純化及分析檢測(cè)等核心研究環(huán)節(jié)，不同研究方向（如微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程等）的側(cè)重點(diǎn)略有差異，但基礎(chǔ)配置可歸納為以下類(lèi)別：

一、分子生物學(xué)與基因工程類(lèi)儀器

用于核酸 / 基因的提取、擴(kuò)增、檢測(cè)及編輯，是生物工程的基礎(chǔ)研究工具。

PCR 儀	包括普通 PCR 儀（基因擴(kuò)增）和實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀（qPCR，基因表達(dá)定量分析）。
電泳系統(tǒng)	瓊脂糖凝膠電泳儀（核酸分離鑒定）、SDS-PAGE 電泳儀（蛋白質(zhì)分離）。
凝膠成像系統(tǒng)	拍攝電泳后的凝膠圖像，用于核酸 / 蛋白質(zhì)條帶分析、定量。
核酸提取儀	自動(dòng)化提取基因組 DNA、質(zhì)粒 DNA、RNA 等，提高效率和重復(fù)性。
紫外分光光度計(jì)	核酸（DNA/RNA）濃度與純度測(cè)定（通過(guò) OD260/280 比值）、蛋白質(zhì)定量初步分析。
基因測(cè)序儀	（高端配置）用于基因序列測(cè)定，如 Sanger 測(cè)序儀（小規(guī)模測(cè)序）或高通量測(cè)序平臺(tái)（大規(guī)模基因組分析）。
超聲波細(xì)胞破碎儀	破碎細(xì)胞釋放核酸、蛋白質(zhì)等 intracellular 成分，常用于基因 / 蛋白提取前處理。

二、細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞培養(yǎng)類(lèi)儀器

用于細(xì)胞的培養(yǎng)、觀察、計(jì)數(shù)及保存，適用于動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞或微生物細(xì)胞研究。

生物安全柜	提供無(wú)菌操作環(huán)境，保護(hù)操作人員、樣品和環(huán)境，用于細(xì)胞接種、傳代等操作。
二氧化碳培養(yǎng)箱	維持細(xì)胞生長(zhǎng)的恒溫（37℃）、恒濕及 CO?濃度（5%）環(huán)境，模擬體內(nèi)生長(zhǎng)條件。
倒置顯微鏡	觀察培養(yǎng)皿 / 瓶中的活細(xì)胞形態(tài)、生長(zhǎng)狀態(tài)（如貼壁情況、污染檢測(cè)）。
細(xì)胞計(jì)數(shù)儀	手動(dòng)（血細(xì)胞計(jì)數(shù)板）或自動(dòng)（熒光 / 圖像法）計(jì)數(shù)細(xì)胞數(shù)量，評(píng)估細(xì)胞活力。
液氮罐	長(zhǎng)期凍存細(xì)胞（-196℃），需配合凍存管和程序降溫盒使用。
細(xì)胞培養(yǎng)搖床	懸浮細(xì)胞培養(yǎng)（如 CHO 細(xì)胞、昆蟲(chóng)細(xì)胞），控制溫度和轉(zhuǎn)速。
流式細(xì)胞儀	（高端配置）分析細(xì)胞表面標(biāo)志物、細(xì)胞周期、凋亡等，可用于細(xì)胞分選。

三、發(fā)酵工程與微生物培養(yǎng)類(lèi)儀器

用于微生物菌種篩選、發(fā)酵過(guò)程控制及產(chǎn)物優(yōu)化，是工業(yè)生物工程的核心設(shè)備。

恒溫振蕩搖床	小規(guī)模菌種擴(kuò)大培養(yǎng)（如搖瓶培養(yǎng)），控制溫度、轉(zhuǎn)速和濕度，適配不同規(guī)格搖瓶。
實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐	從小型（1-50L）到中試規(guī)模，可控制溫度、pH、溶氧（DO）、攪拌轉(zhuǎn)速、通氣量等參數(shù)，用于發(fā)酵過(guò)程模擬與優(yōu)化。
溶氧儀 /pH 計(jì)	在線監(jiān)測(cè)發(fā)酵液中溶解氧濃度和 pH 值，部分發(fā)酵罐已集成，也可單獨(dú)配置離線檢測(cè)。
生物傳感器	（高端配置）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵代謝物（如葡萄糖、乳酸）濃度。
菌落計(jì)數(shù)器	手動(dòng)或自動(dòng)計(jì)數(shù)平板上的微生物菌落，用于菌種活力評(píng)估或篩選。

四、蛋白質(zhì)工程與酶工程類(lèi)儀器

用于蛋白質(zhì) / 酶的提取、純化、定性及功能分析。

高速冷凍離心機(jī)	分離蛋白質(zhì)沉淀、細(xì)胞器等，低溫（-4℃）環(huán)境避免蛋白變性，轉(zhuǎn)速可達(dá) 10,000-20,000 rpm。
層析系統(tǒng)	包括： - 離子交換層析（分離帶電荷的蛋白質(zhì)） - 凝膠過(guò)濾層析（按分子量分離） - 親和層析（特異性純化目標(biāo)蛋白，如 His-tag 蛋白），需配套層析柱、蠕動(dòng)泵、檢測(cè)器。
蛋白質(zhì)純化儀	（自動(dòng)化配置）自動(dòng)完成層析梯度洗脫、樣品收集和純度檢測(cè)，提高純化效率。
酶標(biāo)儀	定量分析酶活、蛋白質(zhì)濃度（如 ELISA 檢測(cè)）、細(xì)胞增殖 / 毒性等，基于微孔板高通量檢測(cè)。
圓二色光譜儀	（高端配置）分析蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)（α- 螺旋、β- 折疊）及構(gòu)象變化。

五、分離純化與樣品前處理類(lèi)儀器

用于生物樣品的分離、濃縮、純化及預(yù)處理，為后續(xù)分析提供純凈樣品。

膜分離設(shè)備	包括超濾（分離大分子蛋白 / 多糖）、微濾（去除懸浮顆粒）、納濾（脫鹽 / 濃縮），用于樣品純化和濃縮。
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀	減壓蒸餾濃縮樣品（如發(fā)酵液、提取液），適用于熱敏性物質(zhì)（低溫濃縮）。
真空冷凍干燥機(jī)	將液態(tài)樣品冷凍后真空升華干燥，保留生物活性（如酶、益生菌、蛋白制劑）。
移液器	手動(dòng) / 電動(dòng)可調(diào)式移液器，精確移取微量液體（μL 級(jí)），是實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)工具。
渦旋混合器	快速混勻樣品（如試劑溶解、反應(yīng)體系混合），適配離心管、微孔板等。
恒溫水浴鍋 / 金屬浴	樣品恒溫加熱（如酶反應(yīng)保溫、核酸變性），金屬浴適用于離心管快速控溫。

六、分析檢測(cè)類(lèi)儀器

用于樣品成分定性、定量及純度分析，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

高效液相色譜儀（HPLC）	分離并定量分析樣品中的小分子有機(jī)物（如發(fā)酵產(chǎn)物、代謝物）、蛋白質(zhì)純度等，需配套色譜柱和檢測(cè)器（如紫外、熒光檢測(cè)器）
氣相色譜儀（GC）	分析揮發(fā)性成分（如乙醇、脂肪酸），常用于微生物代謝產(chǎn)物檢測(cè)。
液質(zhì)聯(lián)用儀（LC-MS）/ 氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）	（高端配置）結(jié)合色譜分離和質(zhì)譜鑒定，用于復(fù)雜樣品中微量成分的定性定量。
原子吸收光譜儀	檢測(cè)樣品中的金屬離子含量（如發(fā)酵液中的微量元素），評(píng)估培養(yǎng)基成分。
pH 計(jì) / 電導(dǎo)率儀	基礎(chǔ)檢測(cè)工具，測(cè)定樣品 pH 值和離子濃度（如緩沖液、發(fā)酵液）

七、輔助與通用設(shè)備

保障實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)運(yùn)行和樣品保存的關(guān)鍵設(shè)備。

超純水機(jī)	制備實(shí)驗(yàn)用超純水（電阻≥18.2 MΩ?cm），用于試劑配制、細(xì)胞培養(yǎng)等。
高壓蒸汽滅菌鍋	滅菌培養(yǎng)基、器皿、實(shí)驗(yàn)耗材（121℃、103kPa 下殺滅微生物及芽孢）。
低溫冰箱	4℃冰箱（短期保存試劑）、-20℃冰箱（保存酶、核酸樣品）、-80℃超低溫冰箱（長(zhǎng)期保存細(xì)胞、蛋白樣品）。
分析天平 / 精密天平	精確稱(chēng)量試劑（分析天平精度達(dá) 0.1 mg，用于微量試劑；精密天平用于常規(guī)稱(chēng)量）。
通風(fēng)櫥	處理?yè)]發(fā)性、有毒試劑（如有機(jī)溶劑、酸堿），保護(hù)操作人員。