具体描述
《生物化学实验设计与实践》分三篇共16章，第一篇主要讲述生化实验设计理念及如何进行创新的基本原理、思想方法，为读者理解设计实验的思路提供帮助，共4章；第二篇主要介绍生化实验设计包含的内容、生物化学实验基本过程等，共5 章；第三篇重点通过对经典实验的解剖和比较分析，结合对生命现象的观察，培养发现问题、分析问题和独立进行实验设计的能力，共7章。
现代分子生物学前沿技术与应用 作者： 约翰·史密斯 (John Smith)，玛丽亚·罗德里格斯 (Maria Rodriguez) 出版社： 环球科学出版社 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-1-5678-9012-3 --- 图书简介 《现代分子生物学前沿技术与应用》是一部全面、深入、面向实践的学术专著，旨在为生命科学领域的研究人员、高级本科生和研究生提供当前最尖端、最具影响力的分子生物学技术的操作指南、理论基础及未来发展趋势。本书聚焦于那些正在重塑基因组学、蛋白质组学、细胞生物学和生物技术领域的创新方法，强调技术背后的科学原理及其在解决复杂生物学问题中的实际应用。 本书的结构设计旨在平衡理论深度与实际操作指导，确保读者不仅理解“如何做”，更能深刻领会“为什么这样做”以及“结果意味着什么”。我们摒弃了对基础、成熟技术的冗长描述，转而集中火力探讨过去十年内迅速崛起并成为研究主力的新兴技术平台。 第一部分：基因组编辑与操控的革命 本部分详尽剖析了基因组工程学的核心技术，特别是以CRISPR-Cas系统为代表的革命性工具。 第一章：CRISPR/Cas系统的高级应用： 深入解析Cas9、Cas12、Cas13等核酸酶的生化机制与特异性调控。重点讨论了如何通过工程化gRNA设计来最小化脱靶效应，以及新型碱基编辑器（Base Editors）和先导编辑器（Prime Editors）在精确点突变修正和结构变异修复中的优势与局限性。同时，本书还涵盖了体内（in vivo）和体外（ex vivo）基因治疗策略的最新进展，包括腺相关病毒（AAV）载体的优化递送系统及LNP（脂质纳米颗粒）在核酸药物递送中的突破。 第二章：单细胞多组学技术整合： 传统测序技术面临的异质性挑战催生了单细胞分析的爆炸式增长。本章详细阐述了单细胞RNA测序（scRNA-seq）的平台技术（如10x Genomics, Smart-seq3），并将其与单细胞ATAC测序（scATAC-seq）进行整合，实现对基因表达和染色质可及性的联合解析。内容扩展至单细胞蛋白质组学（CITE-seq），讲解如何通过多重免疫荧光标签实现多维度数据的同步采集，及其在肿瘤微环境、神经发育图谱绘制中的应用案例。 第二部分：蛋白质组学与结构生物学的突破 蛋白质是生命活动的执行者，本部分致力于介绍解析蛋白质结构、功能和相互作用网络的最新工具。 第三章：冷冻电子显微镜（Cryo-EM）的解析深度： Cryo-EM已成为解析大分子复合物高分辨率三维结构的“黄金标准”。本章详细剖析了从样本制备（高速冷冻、玻璃态形成）、数据采集（亚基平均、运动模式捕获）到三维重建与结构精修的全流程。特别强调了时间分辨（Time-Resolved）Cryo-EM在捕获酶催化循环、构象变化动力学方面的应用潜力，以及与AI辅助结构预测（如AlphaFold 2后处理）的结合策略。 第四章：蛋白质翻译后修饰（PTM）的精准捕获： PTM是蛋白质功能调控的关键。本章侧重于高灵敏度质谱技术在PTM分析中的应用，包括靶向磷酸化组学（Targeted Phosphoproteomics）和泛泛素化组学的定量分析方法。探讨了新型亲和纯化技术（如化学诱饵、活性位点探针）如何提高对低丰度修饰的检测能力，以及PTM信号如何在不同的细胞状态下动态变化的网络分析。 第三部分：生物成像与活细胞分析的深度挖掘 本部分关注如何实时、无损地观察活细胞内的动态过程。 第五章：高分辨率活细胞成像技术： 超越传统荧光显微镜的局限，本章深入介绍了超分辨显微技术（Super-Resolution Microscopy, SRM），特别是STED、PALM/STORM的成像原理、关键仪器设置及数据解析方法。重点讨论了光活化定位显微技术（PALM）如何用于跟踪单个蛋白质分子的扩散轨迹和聚集动力学。同时，本书也讨论了光遗传学（Optogenetics）在精确控制神经元活动和细胞信号通路中的标准操作流程（SOPs）。 第六章：多光子显微技术与体内成像： 为了实现对深层组织或整体生物体内过程的观测，本书详细介绍了双光子和三光子显微成像的优势，包括减少光毒性、增加穿透深度。内容涵盖了体内钙成像（In Vivo Calcium Imaging）技术的优化，以及如何利用这些技术进行长期、活体哺乳动物模型中的功能性神经回路追踪和免疫反应监测。 第四部分：生物技术平台与大数据集成 本部分着眼于研究方法的系统化和数据驱动的生物学研究范式。 第七章：高通量筛选与自动化： 介绍现代生命科学研究中自动化工作流程的重要性。详细阐述了基于微流控芯片（Microfluidics）的单细胞分离与培养系统，以及在药物发现中应用高内涵成像（High-Content Screening, HCS）平台进行表型分析的流程设计与统计学验证。强调如何利用机器人平台实现实验参数的系统化改变。 第八章：生物信息学与数据整合： 前沿实验技术产生海量数据，有效的数据处理和解释至关重要。本章不侧重于编程语言本身，而是聚焦于生物信息学分析的框架。讲解了如何使用标准化工具包对NGS数据（WGS, RNA-seq）进行质量控制、比对和差异分析；重点阐述了多模态数据（基因组、转录组、蛋白质组、成像数据）的集成建模（Data Fusion）方法，以构建更全面的生物系统模型。涵盖了数据可视化和可重复性报告的最佳实践。 --- 本书特色 前沿聚焦： 几乎所有章节都围绕过去五年内取得重大突破的技术展开，确保内容的时代性和指导性。 技术操作指南： 每项关键技术均附有详细的实验设计考量、潜在的陷阱分析及优化策略，而非仅停留在理论层面。 跨学科视野： 强调分子生物学、物理化学、工程学和计算科学的交叉融合，体现现代生命科学的研究特点。 解决实际问题： 通过精选的案例研究，展示如何运用这些尖端技术解决如疾病机制阐明、新药靶点发现等核心科学难题。 《现代分子生物学前沿技术与应用》是每一位致力于探索生命奥秘、追求技术创新的科研工作者不可或缺的参考宝典。 目标读者： 分子生物学、细胞生物学、生物化学、生物工程、生物物理学、生物信息学领域的科研人员、博士后、研究生及相关产业界的研发人员。
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