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生物工程是一門新型的跨學科技術(shù),，它涉及范圍十分廣泛,，科學家通常把基因工程、細胞工程,、酶工程和發(fā)酵工程,，看成是構(gòu)成生物工程的4大生物技術(shù)。

基因工程主要指基因重組技術(shù),。它是根據(jù)生物遺傳規(guī)律,，使用類似工程設計的方法，在體外利用限制性內(nèi)切酶把來自不同生物的遺傳基因進行“拼接”,，使之重新組合,。然后通過基因轉(zhuǎn)移載體如質(zhì)粒或病毒等,，把重組基因轉(zhuǎn)入受體細胞,，進行無性繁殖，并使新的基因在受體細胞內(nèi)表達,，從而生產(chǎn)出人類需要的物質(zhì)或創(chuàng)造出新的生命類型與生物品種來,。

細胞工程是指應用現(xiàn)代細胞生物學、發(fā)育生物學,、遺傳學和分子生物學的理論與方法,，按照人們的需要和設計，在細胞水平上的遺傳操作,，重組細胞結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物,，以改變生物的結(jié)構(gòu)和功能，即通過細胞融合,、核質(zhì)移植,、染色體或基因移植以及組織和細胞培養(yǎng)等方法，快速繁殖和培養(yǎng)出人們所需要的新物種的生物工程技術(shù),。

細胞工程與基因工程一起代表著生物技術(shù)發(fā)展前沿,，伴隨著試管植物、試管動物、轉(zhuǎn)基因生物反應器等相繼問世,，細胞工程在生命科學,、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥,、食品,、環(huán)境保護等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。

基因工程和細胞工程相關科研實驗中,，經(jīng)常需要分離核酸,、蛋白質(zhì)、核糖體亞基及其它成分,；在疾病預防及控制領域,，經(jīng)常需要純化病毒，諸如此類的實驗離不開使用密度梯度離心（density gradient centrifugation）,。

密度梯度離心是用一定的介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度,，將細胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部，通過重力或離心力場的作用使細胞分層,、分離,。這類分離又可分為速度沉降和等密度沉降平衡兩種。密度梯度離心常用的介質(zhì)為氯化銫,，蔗糖和多聚蔗糖,。

差速區(qū)帶離心法：此法與顆粒的密度無關，大小相同,，密度不同的顆粒（如線粒體,，溶酶體等）不能用此法分離，僅用于分離有一定沉降系數(shù)差的顆粒（20% 的沉降系數(shù)差或更少）或分子量相差3倍的蛋白質(zhì),， 等密度區(qū)帶離心法,。

梯度介質(zhì)通常用蔗糖溶液，其折射率（密度）和濃度可達1.44193（密度1.28g/cm3）和 60%,。

等密度離心法：它的分離效率取決于樣品顆粒的浮力密度差，密度差越大,，分離效果越好,，與顆粒大小和形狀無關，但大小和形狀決定著達到平衡的速度,、時間和區(qū)帶寬度,。

梯度介質(zhì)通常為氯化銫CSCl，其折射率（密度）和濃度可達1.39943（密度1.699g/cm3）和 56%,。此法可分離核酸,、亞細胞器等，也可以分離復合蛋白質(zhì)，但簡單蛋白質(zhì)不適用,。

無論是使用蔗糖溶液,，氯化銫溶液還是其它作為梯度介質(zhì)，其預制以及離心分離后目標物質(zhì)的確認都離不開折射率或者濃度的精確測量,。同時,，用于分離的樣品量通常都很小，而且目標物質(zhì)層還需要收集供下一步實驗,。這就要求檢測該折射率或濃度時,，所需的樣品量也是越少越好。

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