Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Медицинская энзимология. Лабораторный практикум

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
06.09.2026
Размер:
1 Мб
Скачать
МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МЕДИЦИНСКАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Специальность 30.05.01 Медицинская биохимия
Ставрополь
2017
УДК 577.15 (075.8) ББК 28.072 я73 М 42
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Северо-Кавказского федерального
университета
канд. хим. наук, доцент Н. Н. Сокульская,
канд. биол. наук, доцент Е. В. Волосова
(ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный
М 42 Медицинская энзимология: лабораторный практикум /
авт.-сост.: С.Ф. Андрусенко, Е.В. Денисова. – Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2017. – 116 с.
Пособие предсталвяет лабораторный практикум, в котором рабо-
ты подобраны с учетом доступности исследуемого материала, реактивов и оборудования, возможности выполнения в отведенное для занятий время и использования методов анализа для различных биологических объектов. Каждая из 18 лабораторных работа содержит теоретическое обоснование, порядок выполнения, способ учета результатов, указания по технике без­опасности, контрольные вопросы для самопроверки.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности
30.05.01 Медицинская биохимия.
канд. биол. наук, доцент С. Ф. Андрусенко,
канд. биол. наук, доцент Е. В. Денисова
Рецензенты:
аграрный университет»)
УДК 577.15 (075.8) ББК 28.072 я73
Авторы-составители:
© ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский
федеральный университет», 2017
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Целью освоения дисциплины «Медицинская энзимология» яв-
ляются изучение особенностей химического строения, физико­химических свойств и биологических функций ферментов; их зна­чение для химического превращения веществ в живых организмах и формирования представлений о теоретических основах и основных методах энзимологии.
Основные задачи изучения дисциплины:
•сформировать основные понятия о принципах и методах рабо-
ты в современной энзимологии;
•обучить технике современного энзиматического анализа, ме-
тодам оценки и выбору методов анализа, адекватных поставленной задаче;
•сформировать целостное представление о значении энзимов в
жизни человека и химической структуре ферментов;
• овладеть навыками и методами количественной оценки кине-
тических параметров ферментативного катализа.
Дисциплина относится к вариативной части. Основой для изу-
чения являются дисциплины «Биология», «Органическая и физиче­ская химия», «Общая биохимия».
Знания, умения и навыки, полученные студентом при изучении дисциплины «Медицинская энзимология» необходимы для успеш­ного освоения дисциплин «Медицинская биохимия», «Медицин­ские биотехнологии».
При проведении лабораторных работ студент осваивает компе­тенции, определенные образовательной программой, в результате чего прорабатывается готовностью к использованию основных фи­зико-химических, математических и иных естественнонаучных по­нятий и методов при решении профессиональных задач, а также способность к оценке морфофункциональных, физиологических состояний и патологических процессов в организме человека для решения профессиональных задач.
Лабораторный практикум знакомит студентов с методами об­наружения и количественного определения ферментов в биологиче­ских объектах, а также приемами выделения этих веществ и их свойствами. Работы подобраны с учетом доступности исследуемого материала, реактивов и оборудования, возможности выполнения в
3
отведенное для занятий время и использования методов анализа для различных биологических объектов. Каждая работа содержит тео­ретическое обоснование, порядок выполнения, способ учета резуль­татов, указания по технике безопасности, контрольные вопросы для самопроверки.
4
ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ ЭНЗИМОЛОГИИ
1. Порядок работы в лаборатории. Оформление лабораторного журнала
Цель работы: освоить технику безопасности при работе в ла-
боратории, сформировать навыки ведения и оформления лабора­торного журнала.
Формируемые компетенции: ОК-1, ОПК-5, ОПК-6, ОПК-7.
Теоретическая часть
1. Работать в лаборатории разрешается только после основа-
тельной предварительной подготовки. Студент должен просмотреть по руководству к практическим занятиям описание опытов, которые он будет выполнять в практикуме, ознакомиться по учебникам с основными физическими и химическими свойствами используемых веществ, изучить теоретический материал, относящийся к разделу данной темы, написать уравнения реакций, проработать примеры необходимых расчетов, отметить опыты, выполнение которых тре­бует от экспериментатора особого внимания и осторожности.
2. Прежде чем приступить к выполнению эксперимента, сту-
дент должен тщательно продумать его в целом, составить краткий план последовательно проводимых операций. Все приборы, в кото­рых проводится тот или иной опыт, должны быть собраны ком­пактно и целесообразно.
3. Обязательным является выполнение всех работ студентами,
начиная от приготовления некоторых реактивов, до анализа и оцен­ки результатов исследований. Каждая работа является контрольной задачей и обсуждение полученных результатов легче связать с со­ответствующим теоретическим материалом, чему способствуют контрольные вопросы, всесторонне охватывающие изучаемую тему.
4. Студенту в лаборатории отводится постоянное место (рабо-
чий стол), и он обязан поддерживать его в чистоте и порядке. На рабочем столе должны находиться только те предметы, которые нужны в данное время для работы. Все работы, за небольшим ис­ключением, выполняются студентом индивидуально. Категориче­ски запрещается без разрешения преподавателя выполнять опыты, не описанные в руководстве.
5. Необходимые для работы реактивы выставлены на полки,
находящиеся над лабораторными столами. Исключение составляют
5
вещества, которые хранятся в вытяжных шкафах. Сухие реактивы необходимо брать чистым шпателем или специальной ложечкой. При дозировании растворов из склянок следует держать последние таким образом, чтобы этикетка была повернута вверх (во избежание ее за­грязнения). Крышки и пробки от реактивных банок и склянок следует помещать на стол поверхностью, не соприкасающуюся с реактивом.
6. Если в руководстве нет специального указания, какое количе-
ство вещества необходимо взять для проведения в пробирке того или иного опыта, предлагается брать сухое вещество в количестве, закры­вающем дно пробирки, а раствор – не более 1/6 объема пробирки. Сле­дует иметь ввиду, что при работе с малыми количествами вещества, большинство операций (нагревание, охлаждение, фильтрование, вы­сушивание и др.) требует значительно меньше труда и времени. Неиз­расходованные реактивы нельзя высыпать (выливать) обратно в мате­риальные склянки, их надо сдавать лаборанту. Для приготовления водных растворов и ополаскивания вымытой стеклянной посуды сле­дует пользоваться дистиллированной водой.
7. Важно рационально и правильно использовать рабочее вре-
мя. Если определение или опыт по какой-либо причине задержива­ются, следует начать другое определение или подготовку к другому опыту. Работа в лаборатории требует тишины, переговоры следует вести в полголоса.
8. Студенты должны соблюдать правила пожарной безопасно-
сти и техники безопасности при пользовании реактивами в химиче­ской лаборатории. Работать в лаборатории можно только в халате.
9. Уходя из лаборатории, надо убедиться, что все краны (газо-
вые, водопроводные) закрыты; все электроприборы выключены; столы убраны; дверцы вытяжных шкафов опущены.
Оформление лабораторного журнала
Студент обязан вести лабораторный журнал, который является документом, отражающим всю его работу. На обложке или первой странице журнала должны быть написаны фамилия студента, его инициалы, номер группы, учебный год и название практикума.
Для ведения журнала берут общую тетрадь в клетку, в которой сразу же нумеруют все страницы. Первые 2 страницы оставляют для оглавления, которое составляют по ходу работы. Результаты всех измерений или других операций записывают в журнал, исполь-
6
зуя левые страницы; правые страницы оставляют для расчетов и записей. Запрещается делать записи на отдельных листках бумаги.
Оформление журнала производят только ручкой, лаконично, аккуратно, непосредственно после проведения опыта.
Запись должна содержать:
1. Дату выполнения работы.
2. Название темы и название опыта – записывается полное
название, без сокращений.
3. Цель занятия.
4. Теоретические основы занятия.
5. Ход работы.
6. Рисунок или схему используемого прибора – иллюстрации
размещаются сразу после ссылки на них в тексте.
7. Уравнения происходящих в опытах реакций.
8. Изменение окраски веществ, выделение газов и характер
осадка – желательно оформлять результаты в виде таблицы или графика.
Таблицы по возможности должны быть простыми, чтобы поль­зователь мог легко уяснить значение помещенных в них данных. Таблицы должны следовать за ссылкой на них. Таблицы нумеруют­ся последовательно в пределах всей работы арабскими цифрами. Перед номером таблицы ставится слово "Таблица". Ниже посере­дине название таблицы, при необходимости ниже таблицы даются примечания.
Графики строят на миллиметровой бумаге с точным обозначе­ние величин на осях координат, и приводят их единицы измерения; графики снабжают заголовком, проставляют дату эксперимента и вклеивают в журнал.
9. Расчеты, проводимые при выполнении работы. Все физиче-
ские величины нужно приводить в международной системе СИ. Значение переменных в математических выражениях символов должно быть разъяснено при первом их использовании. Значение каждого символа дают с новой строки в той последовательности, в какой они приведены в формуле. Первая строка расшифровки начи­нается со слова «где» без двоеточия после него, например:
y = a × b,
где: y – выход продукта; a, b – постоянные коэффициенты.
10. Указания по технике безопасности – напоминают о прави-
лах работы с веществами в вытяжном шкафу, правила работы с га-
7
зовой горелкой, электрическими приборами и некоторыми веще­ствами.
11. Выводы – необходимо делать к каждому опыту и всей рабо-
те в целом, в том числе и давать ответы на поставленные в занятии вопросы.
12. Литература – к каждому занятию дается основная и
дополнительная литература для наиболее удобной работы студентов по изучаемой теме.
Записи в журнале выполняются без сокращения слов и терми­нов, кроме общепринятых.
Выполняемую работу обязательно записать в тетрадь с указа­нием номера, названия, цели работы, принципа метода, химизма происходящих реакций или процессов, схемы исследования и полу­ченных результатов. По результатам работы произвести расчет или оформить полученные данные по предложенной схеме и сделать вывод. Отчет о проведении работ проводится и подписывается пре­подавателем после каждого занятия.
Рекомендуемая литература
Основная: 1, 2
Дополнительная: 2, 3, 5, 6, 10
Интернет-ресурсы: 1-9
8
ТЕМА 2. МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ФЕРМЕНТОВ. ОБЩИЕ
ПРАВИЛА РАБОТЫ С ФЕРМЕНТАМИ
2. Общие правила работы с ферментами
Цель занятия: изучить правила работы с ферментами, фер­ментативными наборами для определения субстратов или активно­сти ферментов, контрольные материалы, содержащие ферменты.
Формируемые компетенции: ОК-1, ОПК-5, ОПК-6, ОПК-7.
Теоретическая часть
В растительных, животных клетках и микроорганизмах непре­рывно протекает комплекс взаимосвязанных химических процессов, регулируемых веществами белковой природы – ферментами, кото­рые играют роль катализаторов химических реакций в клетках. Для изучения таких биохимических процессов нужны сложные приборы и множество реактивов. Однако некоторые биохимические явления можно наблюдать, как говорится, и невооруженным глазом. Фер­менты, как все белки, являются относительно неустойчивыми веще­ствами. Они легко подвергаются денатурации и инактивации. При­ступая к работе, надо внимательно изучить и осознанно выполнять прилагаемую к наборам инструкцию. Работая с ферментами (будь то ферментативные наборы для определения субстратов или актив­ности ферментов или контрольные материалы, содержащие фер­менты), следует соблюдать простые правила, вытекающие из общих для всех ферментов свойств.
1. Правила работы с ферментами
1. Нельзя сильно встряхивать растворы ферментов и допускать
образование пены при их перемешивании, т. к. ферменты при этом могут инактивироваться в результате воздействия на них кислорода воздуха.
2. Растворенные, лиофильно высушенные реагенты, контрольные материалы и контрольные сыворотки, содержащие ферменты, перед использованием необходимо выдержать при комнатной температуре в течение времени, указанного в инструкции, чтобы фермент пришел в конформационно активное состояние. Необходимо строго соблюдать условия ферментативной реакции, указанные в инструкции: время и температуру инкубации, соотношение реагент / сыворотка.
9
3. Время начала и окончания ферментативной реакции следует фиксировать по секундомеру, причем в случае определения актив­ности ферментов и кинетических методов определения аналитов для каждой отдельной пробы, а не для серии целиком, иначе ре­зультаты анализа будут неверны. Началом реакции считается мо­мент добавления сыворотки (или стартера) в реакционную смесь, а также окрашивающего реагента, если реакция двухстадийная. Для кинетических методов, когда анализ в нескольких пробах проводят последовательно, время начала реакции и равные промежутки вре­мени между фотометрированиями следует точно фиксировать по секундомеру для каждой отдельной пробы. Так как определение, как правило, проводят в нескольких пробах, сыворотку в реакцион­ную смесь в параллельных пробах следует вносить через четко фик­сированные по секундомеру промежутки времени, например через 30 с или 1 мин. Началом реакции считается внесение сыворотки в первую пробу из серии. По истечении времени реакции следует с таким же интервалом останавливать реакцию в параллельных про­бах, т. е. вносить реагент, например щелочь, с интервалом 30 с или 1 мин, соответственно. Таким образом, время реакции будет фикси­ровано для каждой отдельной пробы. Исключением из этого прави­ла может быть только метод Райтмана–Френкеля. Так как время ферментативной реакции в этом методе – 1 ч, то допущенное от­клонение во времени между параллельно определяемыми пробами при серийном запуске и остановке реакции будет относительно не­большим и внесет незначительную ошибку в конечный результат по сравнению с ошибкой самого метода.
4. Перед началом ферментативной реакции температуру рабо­чего реагента необходимо довести до значения, указанного в ин­струкции, и обеспечить его поддержание в течение всего времени анализа с точностью ±0,1°С. В случае ферментативных методов анализа аналитов желательно, а при определении активности фер­ментов обязательно использовать водяную баню (водяной термо­стат). Так как теплопроводность воды значительно выше теплопро­водности воздуха, водяной термостат быстрей и надежней обеспе­чивает установку и поддержание заданной температуры реакцион­ной смеси. Например, чтобы довести температуру 1 мл реакцион­ной смеси до 37 °С, в суховоздушном термостате ее необходимо выдержать 10 мин, а в водяной бане – 5 мин. Если время анализа
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]