第三章细胞生物学的研究方法

细胞,特别是哺乳动物的细胞,体积微小而结构复杂,因而对细胞、细胞内部的结构、细胞组分的功能及其相互关系的了解程度主要取决于所使用的研究手段和方法。细胞生物学的发展在很大程度上依赖于研究技术的进步与仪器设备的改进。一种新技术或新方法的创立与应用,常常会给学科开辟一个新的领域,或带来革命性的变化。细胞生物学研究方法很多,原理和操作步骤各不相同,但都是利用细胞及其分子的性质,以不同的方式或过程来展示细胞的生命活动。学习研究方法的目的就是为了更好地了解和阐明细胞及其分子生命活动的特性。本章将从细胞的形态观察、细胞的分离和培养、细胞组分的分离纯化和测定、细胞化学和细胞内分子示踪,以及功能基因组学研究技术等方面,对一些常用技术的原理、方法和应用作简要介绍,以期同学们能对细胞生物学研究方法有个概貌的了解,为今后从事生物医学研究打下基础。

第一节  显微镜技术

人眼的生理结构限定了其分能力约为100um。典型的动物细胞直径为10-20 μm,而核糖体、抗体、ATP等细胞内众多重要的复合体或分子的直径都在1~100 nm的纳米尺度范围内。因此,观察细胞的生命活动必须借助显微镜。显微镜技术经历了光学显微镜技术、电子显微镜技术和纳米显微镜技术的发展阶段。降低最小分辦问隔、呈现细胞内的精细结构,甚至实时呈现活细胞内分子间的作用过程是显微镜技术发展的直接成果。对细胞生命活动进行探索的需求推动了显微镜技术的进步,而显微镜技术的进步也极大地推动了整个生命科学研究的发展。