本教材包括16個專題, 每一專題介紹一項技術, 并配有相應實驗, 使學生在系統了解有關技術的同時, 通過動手實驗而得以強化。本教材所介紹的技術包括: 大分子制備技術、分光光度技術、層析技術、電泳技術、離心技術、分子雜交技術、PCR技術、測序技術、轉基因技術、基因敲除技術、蛋白質組學技術、EMSA和ChIP技術、酵母雙雜交等技術。同時還介紹了實驗技術的發展簡史、技術創新、實驗室管理等內容。
按照人體認知的“逐級探索模式”，從人體—系統—器官，到組織—細胞—分子，分子處于最基礎的層次，因此也是最觸及生命本質的層次。隨著學科間的交叉融合，生物化學與分子生物學的理論和技術已經成為生命科學和醫學的通用理論和技術。作為一名現代醫學生，學習掌握生物化學與分子生物學的理論和技術，對于研究疾病的發病機制，提出疾病的診療方案至關重要。
近年來，生物化學與分子生物學實驗技術發展很快，使得該領域不斷有新的發現。實驗課也普遍受到重視，不僅增加了學時，而且單獨開課，單獨計算學分。實驗課已不再是理論課的附屬品，而是培養學生創新思維的有效途徑。為了幫助醫學生更好地學習掌握生物化學與分子生物學實驗技術，我們編寫了這本實驗教材。全書共計 16章，以實驗技術為主線編寫，主要介紹大分子制備技術、分光光度技術、層析技術、電泳技術、離心技術、分子雜交技術、 PCR技術、測序技術、轉基因技術、基因敲除技術、蛋白質組學技術、 EMSA和 ChIP技術、酵母雙雜交等技術，另外還介紹有關技術創新和實驗室管理等內容。這些內容基本反映了生物化學與分子生物學實驗技術的大體面貌。在介紹實驗技術的同時，還編寫了一些實驗項目，以方便學生通過實驗練習更好地理解掌握有關技術。
來自 14所院校的老師參加了本書的編寫，他們長期奮戰在教學一線，不僅從事常規的實驗教學，而且還要指導學生開展“創新性、設計性、綜合性”實驗，指導學生畢業論文，因此都有自己的經驗和體會，在書中也或多或少有所反映。盡管如此，錯漏之處仍不可避免，歡迎讀者批評指正。
王玉明
2016年 10月于成都
生物化學與分子生物學是在分子水平上研究生命的科學，是人類探索生命的知識結晶和有力武器。生物化學與分子生物學的完整體系不僅包括其理論體系，還包括其技術體系。該學科的快速發展在很大程度上得益于一系列實驗技術的創新和儀器設備的發明，如DNA重組技術、核酸分子雜交技術、PCR技術、轉基因技術、基因打靶技術、DNA芯片技術、基因測序技術、蛋白質組學技術等，這些技術本身構成了生物化學與分子生物學的重要內容。生物化學與分子生物學實驗技術以生物分子為研究對象，通過各種手段對其理化性質、組成結構、功能活性以及在生命活動中的作用進行研究，因此也稱分子實驗技術（experimentaltechniquesofthemolecular）。
分子實驗技術簡史
早在19世紀30年代，李比希（J.vonLiebig）就將定量分析技術用于生物體的研究。20世紀20年代，微量分析技術用于生物分子的研究，促進了維生素、激素和輔酶的發現。30年代，福林（J.A.Folin）和吳憲先后建立了血糖分析、蛋白質含量分析、氨基酸測定等方法，這些方法至今仍在使用。
1923年，斯維貝格（T.Svedberg）制成了世界上第一臺相對離心力（relativecentrifugalforce，RCF）5000g的新型離心機，他用這臺離心機準確測定了血紅蛋白等復雜蛋白質的分子量，開啟了用離心機分離生物大分子的先河，為此，他獲得了1926年的諾貝爾化學獎。為了紀念這位超離心技術的奠基人，人們將大分子沉降系數（sedimentationcoef.cient，S）的基數（10.13s）命名為1個Svedberg單位（1S＝1×10.13s）。
1809年，列依斯（Peйce）首次發現電泳現象。1909年，米凱利斯（L.Michaelis）首次將膠體顆粒在電場中的移動現象稱為電泳（electrophoresis）。1937年，提塞留斯（A.W.K.Tiselius）對電泳儀器做了改進，制成“提塞留斯電泳儀”，建立了研究蛋白質的移動界面電泳方法，并首次證明血清蛋白包括白蛋白及α、β、γ球蛋白。由于在電泳技術方面做出的開拓性貢獻，提塞留斯獲得了1948年的諾貝爾化學獎。1948年，維蘭德（H.Wieland）和費舍爾（H.Fischer）發展了以
濾紙作為支持介質的電泳方法，對氨基酸進行分離。1949年，鮑林（L.C.Pauling）等用電泳法證
明鐮形紅細胞貧血是因為有異常血紅蛋白的存在，據此引入分子病（moleculardisease）的概念。
1950年，杜若姆（E.L.Durrum）用紙電泳（paperelectrophoresis）進行各種蛋白質的分離，開創
了利用各種固體物質（如濾紙、醋酸纖維素薄膜、瓊脂凝膠、淀粉凝膠等）作為支持介質的區帶
電泳方法。1959年，雷蒙德（S.Raymond）和溫特勞布（L.Weintraub）利用人工合成的凝膠作
為支持介質，創建了聚丙烯酰胺凝膠電泳方法，極大提高了電泳的分辨率，開創了電泳技術的新
時代。至今聚丙烯酰胺凝膠電泳仍是對蛋白質、多肽、核酸等生物大分子使用最普遍、分辨率最
高的分析鑒定技術，是檢驗生化物質純度的標準分析鑒定方法，被看作是對生物大分子進行分析
鑒定最準確也是最后的手段（lastcheck）。1969年，韋伯（K.Weber）應用SDS-聚丙烯酰胺凝膠
電泳測定了蛋白質的分子量。1981年，喬根森（J.W.Jorgenson）和盧卡奇（K.D.Lukacs）首先
在75μm內徑毛細管柱內用高電壓進行電泳，建立了高效毛細管電泳（highperformancecapillary
electrophoresis，HPCE）技術。1984年，寺部清毅（S.Terabe）等建立了膠束毛細管電動力學色
譜方法。1987年，赫爾特（S.Hjerten）建立了毛細管等電聚焦電泳（capillaryisoelectricfocusing，
CIEF），寇恩（A.Cohen）和卡爾格（B.Karger）建立了毛細管凝膠電泳。1988年出現了第一批
毛細管電泳儀器。由于HPCE高效、快速、經濟，適用于多肽、蛋白質（包括酶和抗體）、核苷
酸以及DNA的分離分析，短短幾年內得到了迅速發展。HPCE是經典電泳技術和現代微柱分離技
術相結合的產物，是一種可以自動化操作的高效分離技術。
1961年，霍爾（B.D.Hall）和施皮格爾曼（S.Spiegelman）建立DNA-RNA分子雜交法。
分子雜交技術與電泳技術相結合，形成了新的實驗技術——印跡（blotting）技術。1975年，薩
瑟恩（E.M.Southern）利用凝膠電泳分離DNA片段，然后將DNA片段轉移到硝酸纖維素膜
上，利用DNA-RNA雜交檢測特定的DNA片段，創立“Southern印跡法”。爾后人們用類似的
方法，對RNA和蛋白質進行印跡分析，對RNA的印跡分析稱為“Northern印跡法”，對單向電
泳后的蛋白質進行印跡分析稱為“Western印跡法”，對雙向電泳后的蛋白質進行印跡分析稱為“Eastern印跡法”。
1935年，赫維西（G.Hevesy）制得人工放射性磷，奠定了放射性同位素示蹤技術的基
礎，這使他獲得1943年的諾貝爾化學獎。同年，舍恩海默（R.Schoenheimer）和瑞頓伯格（D.
Rittenberg）將同位素示蹤用于糖類及脂類物質的中間代謝的研究。1942年，舍恩海默出版《身體
成分的動態》，該書大量采用2H、15N、18O、14C等重同位素示蹤的方法追蹤代謝途徑，從而得出
體內物質不斷變化更新的動態概念。放射性同位素示蹤技術在20世紀50年代有了很大發展，為
闡明各種生物分子的代謝過程起了關鍵作用。
1940年，馬丁（A.J.P.Martin）和辛格（R.L.M.Synge）建立色層析法，后來又發展為紙
層析及分配層析，并應用于分析氨基酸，他們因此獲得1952年的諾貝爾化學獎。1949年，斯坦（W.H.Stein）和穆爾（S.Moore）報告了用淀粉柱區帶層析測定β-乳球蛋白的全部氨基酸組成。40年代，層析技術有了很大發展，成為分離生物分子的關鍵技術；60年代，層析技術又有了重大進展。1968—1972年，安芬森（C.B.An.nsen）建立了親和層析（af.nitychromatography，AC）技術，開辟了層析技術的新領域。
1949—1950年，桑格（F.Sanger）發展了2,4-二硝基氟苯法，埃德曼（P.Edman）發展了異
硫氰酸苯酯法鑒定肽鏈的N-末端。1953年，桑格研究出蛋白質序列的測定方法。1958年，斯坦、
穆爾和斯帕克曼（D.H.Spackman）設計出氨基酸自動分析儀，加快了蛋白質的分析工作。1967
年，埃德曼和貝格（G.Begg）建成多肽氨基酸序列分析儀。1973年，穆爾和斯坦又設計出氨基
酸序列自動測定儀，大大加快了多肽一級結構的測定。
1975年，桑格建立DNA堿基序列的分析方法并不斷加以改進，1977年完成了Φ-Χ174噬菌體全部5400個堿基序列的分析。1976年，馬克薩姆（A.M.Mexam）和吉爾伯特（W.Gilbert）建立了快速測定大片段DNA序列的化學法。1977年，桑格提出應用鏈終止抑制法測定DNA序列。隨后，DNA序列測定儀、DNA合成儀等相繼問世。1985年，史密斯（M.Smith）等報道了DNA測序中應用熒光標記取代同位素標記的方法。桑格在大分子測序方面做出了杰出貢獻，他曾經兩次榮獲諾貝爾化學獎，1958年因為確定了胰島素的分子結構獲獎，1980年又因為設計出測定DNA核苷酸排列順序的方法而與吉爾伯特和伯格（P.Berg）共同獲獎。
研究大分子的空間結構離不開電子顯微鏡技術和X射線衍射技術。1932年，克諾爾（M.Knoll）和魯斯卡（E.Ruska）制成世界上第一臺電子顯微鏡模型，后來魯斯卡對模型做了改進，這就是現代電子顯微鏡的原型，電子顯微鏡打開了人類觀察微觀世界的窗口。1938年，阿斯伯里
（W.T.Asbury）等對核酸進行了X射線研究；伯納爾（J.D.Bernal）等對糜蛋白酶進行了X射線研究。以后，肯德魯（J.C.Kendrew）利用X射線衍射技術測定了肌紅蛋白的結構，佩魯茲（M.
F.Perutz）分析了血紅蛋白的結構，他們二人因此獲得1962年的諾貝爾化學獎。同年，威爾金斯（M.H.F.Wilkins）用X射線衍射技術證實了DNA的雙螺旋模型，與沃森（J.D.Watson）和
……
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