生物化學實驗技術發展簡史
生物科學在20世紀有驚人的發展,其中生物化學與分子生物學的進展尤為迅速,這樣一門最具活力和生氣的實驗科學,在21世紀必將成為帶頭的學科,這主要有賴于生物化學與分子生物學實驗技術的不斷發展和完善。這里我們簡單回顧一下生物化學實驗技術的發展歷史。
20 年代 : 微量分析技術導致了維生素、激素和輔酶等的發現。瑞典著名的化學家T.Svedberg奠基了“超離心技術”,1924年制成了第一臺5000×g(5000 r/min~8000 r/min)相對離心力的超離心機(相對離心力“RCF”的單位可表示為“×g”),開創了生化物質離心分離的先河,并準確測定了血紅蛋白等復雜蛋白質的分子量,獲得了1926年的諾貝爾化學獎。
30 年代 : 電子顯微鏡技術打開了微觀世界,使我們能夠看到細胞內的結構和生物大分子的內部結構。
40 年代 : 層析技術大發展,兩位英國科學家Martin和Synge發明了分配色譜(層析),他們獲得了1952年的諾貝爾化學獎。由此,層析技術成為分離生化物質的關鍵技術。
“電泳技術”是由瑞典的著名科學家Tisellius所奠基,從而開創了電泳技術的新時代,他因此獲得了1948年的諾貝爾化學獎。
50 年代 : 自1935年Schoenheimer和Rittenberg首次將放射性同位素示蹤用于碳水化合物及類脂物質的中間代謝的研究以后,“放射性同位素示蹤技術”在50年代有了大的發展,為各種生物化學代謝過程的闡明起了決定性的作用。
60 年代 : 各種 儀器 分析方法用于生物化學研究,取得了很大的發展,如HPLC技術、紅外、紫外、圓二色等光譜技術、NMR核磁共振技術等。自1958年Stem,Moore和Spackman設計出氨基酸自動分析儀,大大加快了蛋白質的分析工作。1967年Edman和Begg制成了多肽氨基酸序列分析儀,到1973年Moore和Stein設計出氨基酸序列自動測定儀,又大大加快了對多肽一級結構的測定,十多年間氨基酸的自動測定工作得到了很大的發展和完善。
1962年,美國科學家Watson和英國科學家Crick因為在1953年提出的DNA分子反向平行雙螺旋模型而與英國科學家Wilkins分享了當年的諾貝爾生理醫學獎,后者通過對DNA分子的X-射線衍射研究證實了Watson和Crick的DNA模型,他們的研究成果開創了生物科學的歷史新紀元。在X-射線衍射技術方面,英國物理學家Perutz對血紅蛋白的結構進行X-射線結構分析, Kendrew測定了肌紅蛋白的結構,成為研究生物大分子空間立體結構的先驅,他們同獲1962年諾貝爾化學獎。
此外,在60年代,層析和電泳技術又有了重大的進展,在1968—1972年Anfinsen創建了親和層析技術,開辟了層析技術的新領域。1969年Weber應用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術測定了蛋白質的分子量,使電泳技術取得了重大進展。
70 年代 : 基因工程技術取得了突破性的進展,Arber,Smith和Nathans三個小組發現并純化了限制性內切酶,1972年,美國斯坦福大學的Berg等人首次用限制性內切酶切割了DNA分子,并實現了DNA分子的重組。1973年,又由美國斯坦福大學的Cohen等人第一次完成了DNA重組體的轉化技術,這一年被定為基因工程的誕生年,Cohen成為基因工程的創始人,從此,生物化學進入了一個新的大發展時期。與此同時,各種 儀器 分析手段進一步發展,制成了DNA序列測定儀、DNA合成儀等。
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