فصل اول: ‎مقدمه ای بر آزمایشگاه بیوشیمی/ 21

الف- ایمنی در آزمایشگاه/ 23

ابتدا ایمنی /23

صفحه‎های داده‎های ایمنی مواد/ 23

نکته‎های‎ایمنی در آزمایشگاه بیوشیمی/ 26

ب- ثبت و بیان نتایج تجربی/ 29

دفترچه یادداشت آزمایشگاهی /29

مقدّمه /31

بخش‎تجربی /32

داده‎ها و محاسبه‎ها /32

نتایج و بحث/ 32

ارائه نتایج حاصل از پژوهش‎های بیوشیمی /33

مقالۀ علمی/ 34

ارائۀ شفاهی/ 37

پوستر علمی/ 37

ج- استفاده از معرف‎ها و محلول‎های بیوشیمیایی/ 40

خلوص آب/ 40

شستشوی ظروف شیشه‎ای آزمایشگاهی /42

محلول‎ها: غلظت و محاسبه‎ها/ 43

آمادّه‎سازی و ذخیرۀ محلول‎ها/ 44

د- انتقال کمّی مایع‎ها/ 45

پیپت‎ها و استفاده از آن‎ها/ 45

استفاده صحیح از پرکننده‎پیپت/ 46

پیپت‎پاستور یک‎بارمصرف/ 48

پیپت‎های‎کالیبره‎شده/ 48

تمیز و خشک‎کردن پیپت‎ها /50

دستگاه‎های پیپتاژ خودکار /50

ه- تجزیه و تحلیل آماری داده‎های تجربی/52

تعریف تجزیه و تحلیل آماری /53

میانگین، انحراف‎نمونه و انحراف‎معیار/ 54

آمار در صفحه‎گسترده /59

تجزیه و تحلیل آماری در عمل/ 60

فصل دوم: کاربرد رایانه و اینترنت در پژوهش در بیوشیمی /61

الف- پژوهش چیست و چگونه در بیوشیمی انجام‎ می‎شود؟/ 61

پژوهش چیست؟ /61

روش علمی /62

ب- استفاده از رایانه در بیوشیمی/ 66

دسترسی به اینترنت/ 68

شبکه جهانی وب/ 69

ج- تارنماهای استفاده شده در بیوشیمی/ 70

فهرست‎راهنما، منابع کتابخانه، پایگاه داده‎ها، و ابزارها /70

مشاهدۀ ساختارهای مولکول‎های زیستی/ 73

جست‎وجو در منابع بیوشیمیایی/ 74

کتاب‎های درسی /74

کتاب‎های مرجع /75

مجله‎های پژوهشی/ 75

جستجوی منابع بیوشیمیایی در وب/ 76

همسانی توالی در پروتئین‎ه/ا 78

آزمایشگاه‎های بیوشیمی مجازی/ 78

واژه‎نامه کامپیوتر/ 79

فصل سوم: روش‎های عمومی آزمایشگاهی /81

الف- pH، بافرها، الکترودها، و حسگرهای‎زیستی 82

اندازه‎گیری pH) )/83

استفاده از الکترودها/ 84

بافرهای بیوشیمیایی /87

انتخاب یک بافر بیوشیمیایی /89

بافرهای فسفات/ 92

بافرهای یون‎دوقطبی /92

بافرهای کربوکسیلیک‎اسید/ 94

بافرهای بورات/ 94

بافرهای آمینواسیدی/ 94

رقیق‎سازی بافر/ 94

حسگرهای زیستی 96

ب- اندازه‎گیری محلول‎های پروتئینی 98

سنجش‎های بیوره و لوری 99

سنجش برادفورد 101

سنجش BCA) )/103

طیف  سنجی  جرمی/ 103

ج- اندازه‎گیری محلول‎های نوکلئیک‎اسیدی/ 104

طیف  سنجی ‎جرمی/ 104

روش‎های دیگر سنجش نوکلئیک‎اسیدها/ 105

د- روش‎های آماده‎سازی نمونه /106

دیالیز/ 106

فراپالایش/ 108

شفاف‎ سازی محلول‎ها/110

جمع‎ آوری رسوب‎ها برای تجزیه‎وتحلیل/ 112

برداشت سلول‎های باکتریایی از محیط‎ کشت تخمیری /112

تغلیظ‎ سازی محلول‎های مولکول‎های‎ زیستی/112

خشک ‎کردن انجمادی و تغلیظ‎ سازی سانتریفیوژ خلاء/ 113

ه- رادیوایزوتوپ‎ها در بیوشیمی/ 115

منشا و ویژگی‎های رادیواکتیویته/ 116

ایزوتوپ‎ها در بیوشیمی/119

واحدهای رادیواکتیویته /121

تشخیص و اندازه‎گیری رادیواکتیویته/123

شمارش‎درخششی مایع /123

اختلال‎حرارتی در لوله ‎های فزون‎سازهای نوری /126

شمارش بیش از یک ایزوتوپ در یک نمونه /127

خاموش‎کردن/ 128

مخلوط‎های شمارش ‎درخششی و آماده‎ سازی نمونه/ 130

کاربردهای رادیوایزوتوپ‎ها /131

تحلیل آماری اندازه‎گیری ‎های رادیواکتیویته/ 132

رادیوایزوتوپ‎ها و ایمنی/ 132

فصل چهارم: روش‎های سانتریفیوژ در بیوشیمی/ 135

الف- اصول بنیادی سانتریفیوژ /136

ب- انواع سانتریفیوژ/ 142

سانتریفیوژهای سرعت پایین /143

سانتریفیوژهای سرعت بالا /144

اولتراسانتریفیوژها/ 148

ج- کاربردهای سانتریفیوژ /151

روش‎های آمّاده ‎سازی /151

اندازه‎گیری‎های تحلیلی/ 153

سانتریفیوژ افتراقی /153

سانتریفیوژ گرادیان چگالی /156

سانتریفیوژ منطقه ‎ای/ 157

سانتریفیوژ ایزوپیکنیک/158

مراقبت از سانتریفیوژها و روتورها /159

فصـل پنجـم: خالـص ‎سـازی و تفکیـک مولـکول‎هـای زیستـی براسـاس روش کروماتوگرافی/ 161

الف- معرّفی روش کروماتوگرافی /162

مقایسه کروماتوگرافی تقسیمی و جذبی /164

ب- کروماتوگرافی مسطح (کروماتوگرافی کاغذی و لایۀ نازک) /165

آمادّه‎ سازی جاذب /166

توسعۀ حلال/ 167

تشخیص و اندازه‎گیری اجزاء ترکیب ‎ها/ 169

کاربردهای کروماتوگرافی مسطح /170

کروماتوگرافی مسطح پیشرفته/ 170

ج- کروماتوگرافی ستونی /172

عملکرد ستون کروماتوگرافی/ 174

آمادّه ‎سازی و فشرده‎ سازی ستون /175

بارگذاری ستون/176

شویش (شستن) ستون/ 176

جمع ‎آوری محلول شویش/ 177

شناسایی اجزاء شویش /178

د- کروماتوگرافی تبادل یونی/ 178

رزین‎های تبادل یونی /179

انتخاب تبادل‎گر یونی /181

انتخاب بافر/ 183

آمادّه‎سازی تبادل‎گر یونی/ 184

استفاده از رزین تبادل یونی /184

نگه‎داری از رزین‎ها /185

ه- کروماتوگرافی ژل تراوایی /186

اصول نظری ژل تراوایی /186

ویژگی‎ های فیزیکی ژل کروماتوگرافی /187

ویژگی‎ های شیمیایی ژل‎ها/ 189

انتخاب ژل /191

تهّیه و نگه‎داری ژل/ 192

عملکرد یک ستون ژل/ 193

اندازه ستون/193

بافر شستشو /193

حجم نمونه /194

سرعت جریان ستون /194

کاربردهای کروماتوگرافی ممانعت ژلی یا ژل تراوایی /195

نمک‎زدایی /195

خالص‎سازی مولکول‎های زیستی/ 195

تخمین وزن مولکولی/ 196

کروماتوگرافی ژل در حلال‎های آلی/ 198

و- کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا/198

وسیله ها و تجهیرات/ 200

مخزن حلال /202

دستگاه ‎های پمپ‎کردن/ 202

مخزن تزریق /202

ستون‎ها /203

آشکارساز/ 203

مجموعه‎ای از حلال‎ های حمل‎کنندۀ مادّۀ مورد تجزیه /204

تجزیه و تحلیل داده‎های HPLC 

فازهای ثابت در HPLC 

کروماتوگرافی مایع-جامد (جذب) /206

کروماتوگرافی مایع-مایع (تقسیمی) /207

کروماتوگرافی تبادل یونی/ 209

کروماتوگرافی ژل تراوایی /210

کروماتوگرافی دست‎وار/ 210

فاز متحرک/ 212

آماده‎سازی نمونه و انتخاب شرایط عملکرد HPLC 

FPLC– تغییریافته‎ای از HPLC) )/213

کروماتوگرافی تزریقی/ 214

ز- کروماتوگرافی تمایلی و جذب ایمنی /216

محیط کروماتوگرافی/ 218

لیگاند تثبیت‎شده/ 218

اتصال لیگاند به بستر /219

آگارز فعّال‎شده با سیانوژن‎بروماید /219

6-آمینوهگزانوئیک‎اسید (CH)-آگارز و 6،1-دی‎آمین‎هگزان (AH)-آگارز /220

بسترهای فعّال شده با کربونیل‎دی‎ایمیدازول (CDI)/220

آگارز فعّال‎شده با اپوکسی/ 221

جاذب‎های گروه اختصاصی/ 221

جذب ایمنی/ 223

روش آزمایشی و تجربی در کروماتوگرافی تمایلی/ 223

pH بافر یا قدرت یونی/ 225

میل ترکیبی شست‎وشودهنده /225

عوامل بی‎نظمی‎دوست/ 225

ح- کروماتوگرافی مبتنی‎بر غشاء/ 226

فصـل ششـم: شناسـایی پروتئیـن‎ها و نوکلئیک‎اسیدها به وسیله روش الکتروفورز /231

الف- اصول کلی درمورد الکتروفورز /232

مقدمه/ 232

اصول‎کلی و عمل /233

ب- روش‎های الکتروفورز /234

الکتروفورز ژل پلی‎آکریل‎آمید/ 235

آمادّه‎سازی ژل‎ها/ 235

الکتروفورز افقی /239

الکتروفورز ژل ناپیوسته /242

الکتروفورز ژل سدیم‎دودسیل‎سولفات–پلی‎آکریل‎آمید /244

ژل‎های تعیین توالی نوکلئیک‎اسید /247

کاربرد ژل‎های توالی‎یاب /248

الکتروفورز ژل آگارز /248

خصوصیات ساختار ابرمارپیچ DNA 

الکتروفورز ژل در میدان الکتریکی ضربان‎دار /254

کاربردهای PFGE) )/255

متمرکزسازی ایزوالکتریک پروتئین‎ها /256

جداسازی پروتئین‎ها به‎روش  IEF) )/257

جنبه ‎های کاربردی IEF) )/258

الکتروفورز دو بعدیپروتئین‎ها/ 260

الکتروفورز مویینه /262

کاربرد الکتروفورز مویینه/262

ایمونوالکتروفورز/ 265

ج- جنبه های عملی الکتروفورز: /267

وسایل مورد نیاز: /267

رنگ ‎آمیزی و تشخیص باندهای الکتروفورز/ 269

رنگ ‎آمیزی پروتئین‎ها با کوماسی‎بلو /269

رنگ ‎های فلوئورسانس (SYPRO) و CF) )/270

لکه ‎گذاری پروتئین و نوکلئیک اسید /274

لکه‎ گذاری وسترن /276

مراحل انجام روش لکه ‎گذاری وسترن /277

شناسایی پروتئین‎های لکه ‎گذاری‎شده /278

تجزیه و تحلیل نتیجه ‎های به‎ دست‎آمده از الکتروفورز/ 283

فصل  هفتم: بررسی طیف‎ سنجی از دیدگاه بیوشیمیایی /285

الف- طیف ‎سنجی جذبی فرابنفش مرئی /287

طول موج و انرژی/ 287

جذب نور/ 289

گذارهای الکترونی در زیست‎ مولکول‎ها/ 291

پروتئین‎ها /292

نوکلئیک ‎اسیدها /294

طیف جذبی /295

قانون بیر-لامبرت/ 296

دستگاه‎ها/ 297

منبع نور/ 297

تک‎فام‎ساز /298

اتاقک نمونه /299

آشکارساز /301

چاپ‎گر و ضبط ‎کننده‎ ها /301

کاربردهای طیف‎سنجی فرابنفش-مرئی /302

اندازه ‎گیری غلظت مادّۀ مورد نظر موجود در حلال /303

اندازه ‎گیری جذب در حجم‎های بسیار کوچک نمونه /304

شناسایی زیست‎ مولکول‎های ناشناخته به وسیلۀ طیف‎سنجی نوزی /304

سرعت واکنش‎های بیوشیمیایی/306

ویژگی‎های تعامل‎ها و برهم ‎کنش‎های بین درشت‎ومولکول‎ها و لیگاندها بااستفاده از طیف‎ سنجی تفاضلی /307

محدودیت‎ها و اقدام ‎های احتیاطی در طیف‎ سنجی نوری /309

ب- طیف سنجی فلوئورسانس/ 310

مبانی 310

بازۀ کوانتومی 312

دستگاه ‎ها 313

کاربردهای طیف‎سنجی فلوئورسانس/ 315

چالش‎ها در اندازه‎گیری‎های فلوئورسانس/ 318

آمادّه‎سازی معرف‎ها و محلول‎ها /318

پایش دما /318

ج- طیف‎ سنجی رزونانس مغناطیسی هسته 31/9

اصول نظری NMR) )/319

NMR در بیوشیمی /320

NMR و ساختار پروتئین‎ها /323

د- طیف‎سنجی جرمی /326

یونش و بررسی پروتئین‎ها/ 326

کاربرد طیف ‎سنجی جرمی در بیوشیمی /328

ه- بلورشناسی به ‎وسیلۀ پرتو/ 330

روش‎های بلورشناسی پرتو-x 

بلور پروتئین‎ها /331

جمع‎آوری و تحلیل داده‎ها /332

فصل هشتم: برهم‎کنش‎ مولکول‎های زیستی: واکنش‎های آنزیم و لیگاند /333

الف- برهم‎کنش لیگاند و درشت مولکول (شناسایی مولکولی)/ 334

 خصوصّیات برهم‎ کنش‎ های اتصالی غیرکووالان /335

ویژگی‎های کمّی اتصال لیگاند/ 338

معادله اسکچارد /341

اتصال‎های تعاونی لیگاندها /342

اندازه‎گیری تجربی برهم کنش ‎های اتصالی لیگاند /343

بررسی اتصال لیگاند با سنجش پروتئین برادفورد /344

نرم‎افزار رایانه‎ای برای بررسی و تحلیل اتصال LM) )/347

ب- تسریع‎گرهای زیستی (آنزیم‎ها) /348

انواع گروه‎های آنزیمی /349

ویژگی‎های جنبشی آنزیم‎ها/ 351

مفهوم ثابت‎های جنبشی /354

مهّار فعّالیت آنزیمی /355

فعّالیت واحدهای آنزیمی /359

فعّالیت ویژه /360

طراحی سنجش آنزیم /360

سنجش جنبشی درمقابل سنجش در زمان ثابت /361

کاربردهای سنجش آنزیمی /363

نرم‎افزار رایانه‎ای برای بررسی آنزیم‎ها از دیدگاه جنبشی/ 364

فصل نهم: زیست ‎شناسی مولکولی1: ساختار و بررسی نوکلئیک‎اسیدها/ 367

الف- مقدمه ‎ای بر نوکلئیک‎اسیدها/ 368

اجزای شیمیایی DNA و (RNA) /368

ساختار و عملکرد DNA) )/371

ساختار و عملکرد RNA) )/375

ب- روش‎های آزمایشگاهی برای بررسی DNA و RNA) )/378

جداسازی DNA کروموزومی/ 378

1- pH) )/378

۲- دما 378

۳- قدرت یونی 379

۴- شرایط سلولی 379

۵- استرس مکانیکی DNA) )/379

جداسازی DNA پلاسمیدی/ 381

روش الف- جداسازی DNA پلاسمیدی با جوشاندن (هولمز و کویگلی)/ 383

روش ب- جداسازی پلاسمیدها درمقیاس میکرو توسط لیز قلیایی/ 384

تعیین خصوصّیات DNA) )/384

واسرشت شدن دمایی/ 384

اتصال و فلوئورسانس اتیدیوم‎بروماید/ 386

الکتروفورز ژل آگارز/ 388

توالی‎یابی مولکول‎های DNA) )/389

جداسازی و تعیین مشخصات RNA) )/391

فصل دهم:زیست‎ شناسی مولکولی2:DNA  نوترکیب، شبیه‎ سازی و همسان‎سازی مولکولی و آنزیم‎ شناسی/ 393

الف- زیست‎فناوری در DNA نوترکیب/ 394

شبیه‎سازی مولکولی/ 395

مراحل آمادّه سازی DNA نوترکیب/ 399

حامل‎های شبیه‎سازی/ 402

پلاسمیدها/ 402

پلاسمیدهای E.coli) )/404

سایر حامل‎های مورد استفاده در شبیه ‎سازی/ 405

ب- آنزیم‎ های مهّم در زیست شناسی مولکولی و زیست ‎فناوری/ 406

آندونوکلئازهای محدودکننده/ 406

کاربردهای آنزیم‎ های محدودکننده /407

ابعاد کاربردی استفاده از آنزیم ‎های محدودکننده/ 410

واکنش زنجیرۀ پلی‎مراز/ 411

اصول اولّیه PCR) )/411

کاربردهای PCR) )/414

ج- لکه‎گذاری نوکلئیک‎اسید/ 416

فصل یازدهم: تولید، خالص ‎سازی و تعیین خصوصیات پروتئین/ 417

الف- روش‎های خالص‎سازی پروتئین‎ها/418

ترکیب پروتئین‎ها /418

مقدار پروتئین در برابرخلوص پروتئین در مقابل هزینه /419

مرحله ای اصلی در خالص‎سازی پروتئین 420

آمادّه‎ سازی و استخراج از عصارۀ خام 423

پایدارسازی پروتئین‎ها در یک عصارۀ خام 426

جداسازی پروتئین‎ها براساس تفاوت‎ های حلالیت /428

روش‎های انتخابی در تخلیص پروتئین /430

ب- تولید پروتئین‎ها با بیان ژن‎های خارجی/431

بیان ژن در موجودات پیش ‎هسته ای/ 432

ترشح پروتئین در سلول میزبان /433

پروتئین‎های دارای برچسب هیستیدین /434

بیان ژن در سلول‎های هوهسته‎ای /437

cDNA) )/438

سیستم ‎های بدون سلول /438

بیان پروتئین با استفاده از ژن های سنتز شده/ 438

ج- خصوصّیات پروتئین‎ها /439

د- تعیین ساختار اولّیه پروتئین‎ها/ 441

ترکیب آمینه‎اسیدی/ 442

بررسی و مطالعۀ توالی/ 444

مطالعه پایانۀ انتهای آمین /445

روش توالی‎یابی ادمن/ 447

ریزتوالی‎یابی/ 448

توالی‎یابی انتهای کربوکسیل /449

توالی یابی DNA به‎جای توالی‎یابی پروتئین/ 450

پیوست‎ها /451

پیوست 1: فهرست برنامه ‎های نرم‎افزاری و وب‎گاه های مورد استفاده در هر فصل /451

پیوست 2: ویژگی‎های اسید و بازهای متداول/ 454

پیوست 3: ویژگی‎های ترکیب‎های بافری متداول /455

پیوست 4:مقدارهای pKa و pHI آمینه‎اسیدها /456

پیوست 5: وزن مولکولی برخی پروتئین‎های متداول /457

پیوست 6: مخفف ‎های متداول استفاده شده در متن/ 458

پیوست 7: واحدهای اندازه ‎گیری/ 461

پیوست 8: جدول عناصر/ 463

واژه ‎نامه /467