生物多样性的分析方法范文篇1

一、绿色分析化学的特征

1）涉及范围比较大

绿色分析化学在我们生活的环境中，作用范围非常广，无论是我们生活中不可缺少的的大气、水体、土壤，还是给我们提供能量的各种食物以及大自然中的植物、动物等。

2）研究对象复杂

目前为止，全世界的化学品多达1000多万种，在使用这样化学品的同时，它们会通过各种形式和途径进入到环境中，从而使我们生活的各个方面面临着污染的危害。这些污染物在环境中存在含量极小，但是却给分离和测定带来了极大的困难。

3）技术手段多

在研究绿色化学中，所需要的分析方法和测量手段极其多，几乎涵盖了现有的所有分析化学的方法。

4）前沿性

目前对绿色分析化学的要求已经由传统的总量分析，逐渐发展到形态分析、结构分析以及原位分析，检测到的含量也越来越低。此外随着科学技术的发展，大量新的化学物质和材料不断被用于工农业的生产并排放的环境中，而对于许多新型污染物往往没有成熟的分析方法。因此绿色分析化学技术必须有一定的前沿性与超前性。

5）交叉性

绿色分析化学的发展离不开与其他各科学科的交叉，不但要应用现代科技分析化学的各项最新成就，还要引用其他各学科的知识，这样才能使这门学科更加有效地应用于社会生活中。

二、采集以及前处理绿色分析化学样品的方法

绿色分析化学样品采集和前处理方法渐渐成为分析效率高低的主要因素，采集与前处理方法的正确与否便显得尤为重要。现如今，对于样品的采样可分为主动采样和被动采样，主动采样仍然占据着主导地位，但被动采样的应用也越来越广泛。被动采样研究和应用的范围还将进一步扩大，会更加关注一些中等极性、极性和离子性污染物的研究，着重是对一些新型污染物的研究。被动采样更加关注采样过程中是否能够保证质量及控制质量，使采样方法更加趋于标准化，争取在采样设备微型化、环境友好化、自动化等方面更上一层楼，使方法的灵敏度、准确度和稳定性有大的改善。

在样品前处理方面，固相萃取、加压溶剂萃取和微波辅助萃取等萃取技术将会越来越成熟，趋于完善，并成为标准的方法被采用。固相微萃取技术将更加成熟，纤维种类、萃取对象更加多样，分析成本大大降低，最终在环境监测实践中发挥作用；环境友好型的微型无溶剂萃取技术将会继续有所提高；还有纳米材料、免疫吸附、分子印迹和核酸适体等新技术的采用，将会极大地提高样品前处理的选择性和回收率；微型化、原位化和在线化趋势将得到更进一步的体现。

1）微波萃取

微波辅助萃取法也称微波萃取法，是一种新型的萃取技术，它主要是通过微波能量来提高溶剂萃取效率。该项技术主要是根据物质吸收微波能力的不同，使物质的不同区域受热不均匀，最终导致要萃取的物质从整个体系中分离出来，被介电常数较小的萃取溶液所吸收。与我们常用的萃取方法相比，该项技术具有以下优点：A.极性分子选择的多样性。极性较高的分子在萃取过程中可以获得较多的微波能，可以使其运动速度加快。B.萃取速度快。微波萃取中，盛放试样的器皿不吸收微波且大都是热的不良导体，因此微波直接作用在试样上。试样中的极性分子在微波场中由于高频极化引起介质热损耗而产生强烈的热效应，克服了传统的传导式加热方法温度上升慢的缺点。C.加热均匀。该项技术可以使均匀的微波场受热也均匀，从而不会造成试管的受热不均。D.高效。可以同时进行多个试样的萃取，效率高。

2）超临界流体萃取

超临界流体萃取法是以超临界条件下的流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取出特定的成分，从而达到分离的目的。溶质在SCF中的溶解度随着SCF密度的增大而增大，因此在临界点附近，温度和压力的变化会大大的改变SCF中的溶解能力。进行SCF实验时，先使溶质溶解于SCF中，在通过改变温度和压力，降低SCF的密度，使溶质在SCF中的溶解度有所降低，直到析出，最后变成气（C）、固（溶质）两相，从而实现分离。在这一过程中，固体可以分离取出，而气体萃取机则可以实现循环利用。

三、绿色分析分离富集技术

1）采用固相萃取或者固相微萃取技术

固相萃取是一种以柱色谱分离机理为依托，在分离过程中建立起来的试样预处理技术。与液相色谱柱相比，SPE柱一般开口，柱床较短，固定相粒径较大，因此柱效较低，仅适宜分离保留值相差较大的化合物，主要用于液态试样分析前的净化和富集。

固相微萃取是一项以固相萃取为基础，同时又拥有萃取富集及解萃优点的新型试样预处理技术。它就是利用一种特殊的分离装置，首先要把被测部分从样本中提取出来，然后结合色谱进行分析，得出结果。

2）膜萃取

膜萃取技术是现在我们常用的一种萃取技术，它拥有很多优点，不仅高效快速，而且还经济环保，现如今被广泛应用在液态与液态，气态与气态以及液态与气态分离的过程中。该项技术的原理主要是人工或使用天然的方法合成一种高分子薄膜，膜具有选择透过性，我们可以利用这一特性来进行溶质与溶剂的分离和提纯。膜分离方法的驱动力主要是压力差（如反渗透法、气体分离法）、电位差（如电渗析法）、浓度法（如透析法）、温度差（如膜蒸馏法）及化学反应等。

四、绿色分析测试的方法

绿色分析测试的内容与以往有所不同，主要表现在评价的方式的改变。传统分析化学的测试仅仅只是来测量元素所占的百分比以及化合物的总含量或总浓度。然而事实研究表明，污染物的毒性与否，跟它存在的方式、环境及生物过程密切相关。所以，要想对物质的化学环境属性做出正确的分析，首先就是要对其生存的环境和形态进行测定，然后进行分析总结，而相应的测试灵敏度高，速度快、准确性好的原位及形态分析方法是解决这一问题的重要前提，也是绿色分析化学研究的一个重要方向。

1）毛细管电泳法

毛细管电泳在现阶段的生物化学发展过程中至关重要，它是一种物质分离和测试的技术。该项技术主要原理是基于离子或带电粒子在电场的作用下会作定向运动，从而实现分离的目的。高效毛细管电泳技术是指以高压电场为驱动力、在细内径的石英毛细管中、离子或带电粒子基于淌度和分配系数的不同而进行高效快速分离的一种电泳新技术。毛细管电泳高效的一个主要原因是电渗流的产生。电渗流也就是溶液受到外加电场的作用而产生的整体流动的现象。

2）色谱分离法

色谱分析法是利用不同物理化学性质的物质系数、属性或一些其他特性的不同而进行分离的方法。色谱分离法应用广泛，所包括的分离类型和具体的分离技术都有多方面的应用，同时该项技术检测方法也众多，是较为常用的一种技术。若按固定相的几何形状分类，可以分为两大类：一类是固定相装在柱管中，流动相流经柱床使被分离物质分离后依次流出色谱柱的柱色谱法；另一类是固定于平面载板上，在流动相流动的过程中，当它经过固定相的时候，被分离后的物质便会留在固定相上的平面色谱法。然而气相色谱特别适合于挥发性化合物的分离分析，所以在环境化学、石油化工、食品安全和刑侦分析等方面作为常规分析方法发挥着不可替代的作用。尤其是气相色谱与质谱的联合技术，能够在一次进样中同时实现定性分析与定量分析，已成为强有力的分析技术。

3）中子活化分析法

中子活化分析法是活化分析中最为重要的一种分析方法，该项技术的基本原理就是用一定能量的中子、反应堆或加速器，还有可能是带电粒子或者高能r光子来作为轰击粒子去轰击待测试样，然后来确定物质元素成分的定性和定量的分析方法。中子活化分析大致可以分为五步，分别是样品的采集、活化、化学放射分离、核辐射的测量以及最终的数据处理。该项技术应用广泛，可以适用于多元素的同时分析，同时它的灵敏度非常高，多用于大气颗粒物、工业粉尘、固体废弃物等中的金属元素测量。所以它在绿色分析化学方面，能够得到很好的应用。可以有效地分离出化合物中的各种元素，同时精确地对它们进行分析，这对于绿色化学领域无疑又是一大突破。

五、总结

绿色化学在当今社会的可持续发展过程中占据着重要地位，绿色化学技术的发展对于人类所居住环境的改善至关重要。绿色分析化学就是基于绿色分析化学的原理，试着在现有的技术上有所突破，研究出一些新型的技术，更好地为人类服务。今后分析化学的发展方向就是对于人类赖以生存的环境尽量少污染或者不污染，现在的企业应该本着对社会负责，让人们放心的态度来做事，对于环境的保护以及污染的治理，要高度重视，最终给人类营造一个绿色的生存空间。

（作者单位：内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院）

生物多样性的分析方法范文篇2

关键词：多溴联苯醚，气相色谱-质谱法，检测

Abstract:Polybrominateddiphenylethers(PBDEs)isaglobalenvironmentalpollutants,Itsenvironmentalproblemshasbecomeahottopicofenvironmentalscience,anditalsohasdiversedetectiontechnology.Gaschromatography-massspectrometryisthemostpromisingmethod,whohasthehighsensitivityandselectivity.ThisarticledescribesthenatureofPBDEs,applicationandenvironmentalbehavior,focusesonthepre-treatmenttechnology,sampletestingandanalysis,,anddiscusstheproblemsofexisting,whichtoprovidereferencetocarryoutresearchonPBDEsinthefuture.

Keywords:Polybrominateddiphenylethers(PBDEs),GasChromatograph-MassSpectrometer(GC—MS),Detect

中图分类号：O643.13+1文献标识码：A文章编号：

1.引言

多溴联苯醚(PBDEs)属于溴系阻燃剂(BFRs)的一种，由于其阻燃效率高，热稳定性好，添加量少，对材料性能影响小，价格便宜，因而作为一种添加型阻燃剂被广泛地应用在电子、电器、化工、交通、建材、纺织、石油、采矿等领域中。

PBDEs具有一定的挥发性、亲脂性强、化学性质稳定，可以随着食物链生物富集和放大。研究证实，多溴联苯醚已经在各种环境介质(如大气、沉积物、土壤、室内空气以及各种生物体等)和人体中检出,妨碍人类和动物脑部与中枢神经系统的正常发育。目前，人们在关注环境中多溴联苯醚的化学行为和环境行为时，也在积极探寻简单、快速、准确定量测定环境样品中痕量多溴联苯醚的分析方法。

2.气相色谱-质谱联用法(GC-MS)

气相色谱-质谱（gaschromatography—massspectrometry，GC-MS）联用法是一种高效能、高选择性、高灵敏度的分离分析方法。GC—MS结合了色谱、质谱两者的优点，使样品的分离、定性及定量成为连续的过程。质谱检测器作为理想的色谱检测器与传统检测器相比具有更高的灵敏度，样品用量少，只需10-9～10-12g；分析速度快、应用范围广，在选择合适电离方法的前提下，一般化合物都能被电离；能获得更多的化合物结构信息，弥补了传统检测器的不足。随其商品化仪器设备及分析检测技术的日益完善，GC—MS联用技术已广泛应用于石油、化工、医药、食品、环境保护等需要进行化学成分检测的各个领域。

用气相色谱-质谱联用技术检测多溴联苯醚的步骤主要包括：样品的前处理（分离和净化），进行定量和空白实验，样品的测试与分析。下面重点介绍其前处理技术，样品的测试与分析。

2.1前处理技术

(1)液液萃取法

液液萃取(Liquid—liquidExtraction)常用于液体和生物样品的分析测定。

优点：减少有机溶剂的使用(使用量仅为50mL)，检出限很低，操作简单，易于使用。

缺点：溶剂界面处容易乳化，需要大量溶剂，多步转移，重复性较差。

(2)索氏抽提法

索氏提取(SoxhletExtraction)技术广泛应用于土壤、沉积物等固体样品的PBDEs提取，亦用于大气、鱼类和人体组织中PBDEs的分析测定。

缺点：索氏提取技术存在提取时间较长，溶剂消耗量大等缺点。

(3)超声波辅助萃取法

超声波辅助萃取(Ultrasonic—AssistedExtraction，UAE)常用于固相物质的PBDEs提取。

优点：该法能够满足快速灵敏的要求，有机试剂用量比索氏提取小。

(4)搅拌子吸附法

搅拌子吸附萃取法(StirBarSorptiveExtraction，SBSE)是一种新型的样品分离富集技术。

优点：与固相微萃取(SPME)相比，SBSE可提高大约500倍的富集效率。

(5)固相萃取法

固相萃取(Solid—PhaseExtraction，SPE)是一种吸附剂萃取方法，常用于液体样品的PBDEs提取。

优点：能更有效地从干扰物和基体中分离待测物，回收率高；可处理小体积试样；便于样品的储存和运输；分析时间短，一次可同时处理多个样品，易于实现与GC等仪器的自动化在线分析。

缺点：对许多样品产生的空白值较高。

(6)固相微萃取法

集萃取、浓缩、解吸、进样于一体，不用溶剂洗脱。

优点：该法提取效率接近100%，成功应用于众多环境内分泌干扰物的测定。

缺点：萃取涂层易磨损，使用寿命有限，从而造成分析成本较高。

2.2净化技术

环境样品(如生活污水、动物组织等)组成较复杂，经初步处理后仍存有相当量共萃取的腐殖酸、脂肪或其他杂质，不能直接进行色谱分析，需要进一步的净化处理。沉积物和土壤中的硫化物影响GC的测定，常加入活化铜或叔定醇／亚硫酸盐去除。但有学者通过比较实验发现，加入活化铜对实验有一定的影响：加铜实验中十溴联苯醚(BDE-209)含量明显低而八、九溴代联苯醚浓度明显高于不加铜实验。由于高溴代联苯醚能够光降解，推测加入的铜对BDE-209的降解反应具有催化作用。

类脂物的去除方法可分为破坏性和非破坏性去除两种，最常用的破坏性方法是使用浓硫酸(直接加入样品或注入凝胶层析柱)，该法脂肪去除量大，但需要更多步骤的萃取和过滤，增大了试验强度。非破坏性去除常用方法有吸附剂层析柱，二者皆能有效去除脂肪和大分子化合物，但难以分离有机卤素化合物。进一步的净化可利用硅胶、氧化铝、硅酸镁等中性吸附剂。凝胶渗透色层柱(GelPermeationChro—matography)是根据被分离物质分子量的不同，通过具有分子筛性质的固定相(凝胶)，使物质达到分离[4]。

2.3.GC—MS分析方法

气相色谱与质谱联用(GC—MS)综合了气相毛细管色谱的分离性能和质谱高度的定性能力，是分析持久性有机污染物(POPs)最准确可靠的技术之一，在PBDEs分析中得到了最为广泛的应用。

可与GC联用的质谱仪有扇形磁式质谱仪、四极质谱仪、离子阱质谱仪(ITMS)、飞行时间质谱仪(TOFMS)等。分析中常用的是EI模式下的四极质谱仪，它具有灵敏度高，定性和定量结果准确，保养费用低等优点。

3.结论

由以上分析，介绍最简单的预处理为：将样品冷冻后制成粉末,称取1.0g左右的样品,用30ml的甲苯浸泡过夜,超声20min,然后用滤纸过滤,并用甲苯洗涤烧杯和滤纸3次,每次10ml，将收集的甲苯溶液在旋转蒸发仪上蒸发至干,加入5ml甲苯溶解,进行GC-MS分析。

参考文献：

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生物多样性的分析方法范文篇3

关键词：茄果；RAPD；亲缘关系

茄果种质资源的遗传多样性和亲缘关系研究是开展茄果遗传改良、促进茄果生产可持续发展的重要基础工作。

茄果类蔬菜的种质资源极为丰富，种质资源亲缘关系研究是蔬菜育种工作的重要组成部分，而DNA分子水平上的遗传多样性更有助于阐明亲缘关系和正确分类。

随着新的有效的分子标记方法不断涌现，包括RAPD标记在内的各种基因型鉴定手段被广泛运用于植物种类研究中[1-2]。RAPD技术材料用量少，效率高，引物通用性和广泛性强，能直接反映DNA水平上的差异，且不受季节和环境条件的限制，在茄果类蔬菜品种亲缘关系的研究中被广泛应用。

1概述

RAPD技术是Williams等[3]在PCR技术的基础上建立的新型分子标记方法，采用人工合成的具有9～10个寡核苷酸的随机引物，进行DNA扩增，扩增产物经琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶上电泳，经EB染色后检测扩增产物的多态性。将RAPD分子标记结果进行分析，在DNA分子水平上为物种进化和分类提供了有力证据，对生物的品系（种）鉴别和起源演化方面的研究具有重要意义。

RAPD技术在引物足够多的情况下可以检测整个目标基因组的DNA多态性，通过不同引物反应基因组的遗传多样性，找到近缘种间的遗传物质差异，从而表达种质间的遗传差异，从基因水平上区分作物种间关系，明确鉴定其亲缘关系的远近，为茄果种质亲缘关系的确立提供科学依据。

韩永升等[4]采用RAPD技术对辣椒7个亲本和6个杂交组合进行遗传差异和亲缘关系的研究，经聚类分析，可把13个不同辣椒品系分为7个大类。朱海山[5]等用RAPD技术检测了27份番茄材料的遗传多样性，并对其进行了聚类分析，结果表明，供试品种被划分为6大类群，其分类与形态学上的分类基本一致。冉进等[6]利用RAPD技术对来源于国内外的53份参试茄子种质分为5大类群，其聚类结果与传统分类并不完全一致，与地理分布没有关系。

2PCR-RAPD试验方法研究进展

以提取的符合试验要求的DNA为模板，筛选出扩增条带清晰且多态性较好的引物用于RAPD-PCR扩增，使用琼脂糖电泳法测定，在紫外光下检测PCR扩增产物并拍照。

RAPD技术使用的引物较短，要求退火温度较低，提高了引物和模板的配对几率和随机性，大大地提高了基因组分析的效率和多态性的检出，但也会导致标记的稳定性和可重复性差等缺点，因此RAPD试验条件的标准化十分重要。选择合适的RAPD引物，建立相对稳定的RAPD反应体系和扩增程序是RAPD技术应用的基础。

2.1RAPD引物筛选

进行RAPD试验时，随机引物的正确选取对实现RAPD-PCR有效扩增十分关键，应选用多态性强、扩增重复性好、条带清晰且较多的引物。

李洪涛等[7]从上海申友公司生产的160个BS序列的随机引物中筛选得到36个在PCR扩增中多态性丰富的引物，从中选用了11个对27个供试材料进行扩增，全部得到了较丰富的多态性。Thul等[8]从40个RAPD随机引物中筛选出27个用于22个辣椒品种的鉴定和物种特异性描述。陈学军等[9]以辣椒属5个栽培种的13份材料中形态差异较大的2个供试材料DNA为模板，进行RAPD随机引物的筛选，从120个引物中筛选出扩增条带清晰、重复性高的引物23个进行RAPD分析。李晴等[10]从115条RAPD随机引物中选出11条对37份辣椒材料进行PCR扩增，得到多态性条带36条，以此分析辣椒遗传多样性和种质亲缘关系。Ince等[11]在RAPD-PCR反应的基础上利用2760个RAPD分子标记，分析了辣椒属24个品种的亲缘关系。

2.2RAPD-PCR反应体系

RAPD的基本反应程序就是PCR反应，模板DNA浓度、质量、引物浓度、Mg2+浓度、TaqDNA聚合酶的种类及浓度、反应程序等均会影响RAPD扩增结果，因而只有研究出最适反应体系，才能获得最理想的RAPD图谱。

由于不同的生物、不同的引物对反应体系的要求不同，在进行RAPD研究时，首先参照基本的反应体系进行PCR扩增，然后对扩增产物明显的引物进行反应体系的优化及其引物筛选，再进行遗传标记或遗传多样性等研究。

目前，针对不同茄果所采用的反应体系大同小异，应注重DNA浓度、MgCl2浓度、dNTP、Taq酶、引物浓度等方面的优化，以寻求最佳反应体系。

2.2.1反应体系的选择进行RAPD试验前，需要根据试验条件选择适宜的RAPD反应体系，即反应体系是建立在多少体积上的，一般采用10μL，20μL，25μL反应体系。陈杰等[12]利用10μL的反应体系，57个RAPD引物标记对16份茄子材料进行遗传亲缘关系分析。张晓煜等[13]在进行番茄种质资源遗传多样性的试验时，采用20μL的RAPD反应体系。林清等[14]利用25μL反应体系的RAPD技术对不同来源、不同类型的34份加工型辣椒种质资源进行聚类分析。

2.2.2反应体系的优化在前人的基础上，对所选择的反应体系进行优化，即比较筛选RAPD扩增体系的各影响因素，建立RAPD-PCR反应的最佳体系。

模板DNA浓度过低会导致扩增结果不稳定，过高则导致引物或dNTPs过早耗尽，出现扩增条带不稳定的现象。Mg2+是Taq聚合酶的激活剂，Mg2+浓度过低时，酶活力显著降低，酶会催化非特异的扩增。Taq酶的活力与RAPD扩增产物的质和量密切相关，酶活力的有无、高低直接影响着扩增结果，另外还应考虑到酶的污染问题。dNTPS浓度过高，会导致聚合酶错误地掺入，浓度过低会影响合成效率。引物浓度随模板DNA浓度而定，引物浓度过低无法检测出所有RAPD位点，浓度过高会产生引物二聚体，还会导致非特异性扩增的增加。

2.2.2.1回归分析的方法PCR体系优化采用二因子全实施和单个因子的试验，设置试验各因子的水平，采用λDNA建立标准曲线，对每次扩增产物的电泳进行标定，确定各处理扩增产物的产量。采用逐步回归分析的方法建立模型，对入选因子分别建立方程，最后对入选因子进行优化分析。张子学等[15]以辣椒为材料，采用回归分析的方法对RAPD体系进行优化研究，得到20μL体系中主要因子的优化组合。

2.2.2.2单因素多水平梯度试验对RAPD试验中的不同反应成分的浓度分别设置梯度，在对某一成分的梯度进行筛选时，保持其他成分不变，调整ddH2O的用量，使总体积保持不变。通过RAPD扩增条带结果比较，得出试验最佳体系。吴雪霞等[16]通过单因素多水平梯度试验，比较筛选RAPD扩增体系的各影响因素，建立了茄子RAPD-PCR的最佳反应体系。

2.2.2.3正交设计优化根据正交法对DNA模板浓度、dNTPs、Mg2+浓度、引物浓度、TaqDNA聚合酶浓度5个因素设置浓度梯度，每个因素选定4个浓度水平，选用正交试验表L16（45）安排试验。试验为5因素，4水平试验，16个组合。通过分析试验的电泳图谱，得出试验因子的最佳组合。宗宪春等[17]利用正交设计建立了辣椒基因组适用的简单、稳定和重复性较好的RAPD-PCR反应体系。

RAPD分析的稳定性和重复性在实际应用中存在一些问题，因而优化体系的建立十分重要。回归分析是通过数理统计分析方法处理试验，得出试验要素之间的相关关系，以相关系数的大小来判断因子之间的相关的程度，使试验结果数字化，更加客观。单因素多水平梯度试验，对每个因素的最佳水平进行摸索，需要进行多次的梯度试验，过程繁琐且不能兼顾到各因素间的交互作用。正交法设计，充分考虑RAPD-PCR反应中每个因素同时变化对反应的影响，通过1次试验就得到了最佳反应体系，大大简化了试验过程，节省了时间，降低了试验成本。

3聚类分析方法研究进展

PCR-RAPD扩增结果一般采用聚类分析。聚类分析是直接比较各事物之间的性质，将性质相近的归为一类，将性质差别较大的归入不同的类。在系统聚类分析中，用户事先无法确定类别数，系统将所有例数均调入内存，且可执行不同的聚类算法。系统聚类分析有2种形式，一是对研究对象本身进行分类，称为Q型聚类；另一是对研究对象的观察指标进行分类，称为R型聚类。

聚类结果可以初步反映各材料之间的遗传关系远近，建立亲缘关系图，从而得出茄果的亲缘关系。

3.1NTSYS软件分析法

扩增结果采用二元性编码，把某一条带的有无2种状态即每个RAPD扩增的条带记录为1个遗传位点，将同一引物、同一位点，有DNA扩增带记为1，无带记为0，形成1/0矩阵。

试验的相似系数采用Nei和Li的公式：Sij=2a/[（a+b）+（a+c）]，公式中Sij代表2个材料i和j之间的相似系数，a为2个材料共用的条带数，b为材料i有而j没有的条带数，c为材料j有而i没有的条带数。GD（遗传距离）=1-GS（遗传相似系数），利用NTSYS软件进行Nei-Li遗传相异系数分析，用SAHN（sequential，agglomerative，hierarchicalandnestedclustering）功能，按照非加权配对算数平均法UPGMA法（unweightedpairgroupmethodandaritheticaverage）进行聚类分析，再用TreeDisplay功能绘出聚类分析树状图。

陈学军等[18]应用NTSYS软件进行遗传相似系数和聚类分析，得到31个辣椒品种的亲缘关系树状图。

3.2SPSS软件分析法

用QuantityOne一维凝胶分析软件自动读取RAPD扩增产物，有条带的记为1，无条带的记为0，系统自动生成1与0形式的报告单。

将报告结果录入POPGENE1.31，计算RAPD扩增产物的多态位点数（numberofpolymorphicloci）、多态位点比例（percentageofpolymorphicloci）、Shannon多样性指数、Nei’s指数、每位点有效等位基因数（effectivenumberofalleles，NE）、遗传离散度（Ht）和遗传分化系数（Gst）。利用SPSS11.0分析软件中的Jaccard法和Within-grouplinkage进行聚类分析，以Fartherestneighber聚类分析方法计算并建立亲缘关系树状图。

王秋锦等[19]用SPSS11.0分析软件对34份茄子的RAPD扩增结果进行聚类分析，从分子水平上检测了茄子的遗传多样性。

3.3DPS软件分析法

对RAPD标记数据进行二元性编码，形成0，1矩阵。采用DPS7.05软件进行Nei-Li相异系数分析，根据遗传相异系数矩阵，通过非加权配对算术平均法（UPGMA）进行聚类分析，建立自交系材料亲缘关系图。

温庆放等[20]对32个樱桃番茄品种进行RAPD分析，运用DPS软件生成聚类图，从而对遗传多样性和分类进行探讨和研究。

4问题及展望

RAPD-PCR的扩增能力很强，即使反应混合物中只含有1个拷贝的靶DNA分子，也能被有效扩增，所以任何DNA样品或试验试剂均应仔细避免发生被污染的可能性，同时也意味着分子生物学分析现在已经可以应用于只含有痕量DNA的样品。

就目前RAPD标记研究现状来说，其可靠性已基本上得到了肯定。但在应用上还是有不少问题出现，如前后试验结果不一致、不同人之间的结果不能比较等。这些往往是由于前后试验，不同人之间采用了不同反应条件所引起的。

不容忽视的是，RAPD标记是1个显性标记，存在共迁徙问题，试验稳定性和重复性较差。而且，由于RAPD技术应用费用昂贵，试验条件要求高，国内农业科技工作者对它们的认识掌握局限等因素，还没有被多数科研单位和科研人员运用，仅局限在设备条件较好的少数单位。尽管RAPD的再现性备受争议，RAPD标记仍被广泛应用于植物和动物的DNA指纹识别和图谱学习[21-22]。

利用RAPD扩增体系对茄果种质资源进行分类和品种鉴定，得出的亲缘关系是较为可靠的，这是由于RAPD分类的依据是以DNA模扳扩增的多态性DN断进行聚类分析的结果，而不是形态特征或表现形式的分类。可以预见，RAPD技术在不久的将来会在植物亲缘关系研究中发挥更大作用。

参考文献

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生物多样性的分析方法范文篇4

[关键词]核磁共振技术；药物分析鉴定；应用；联用技术

中图分类号：R917；O657.2文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）22-0394-01

引言

核磁共振技术（NMR）在临床中普遍应用于疾病的检测，因为该种方法不会对人体造成损害，同时疾病的诊断和检测率较高。在药学领域中，核磁共振技术能够对药物进行准确的分析以及鉴定，这取决于它的结构解析能力。

1核磁共振技术在药物分析鉴定中的优势

样品制备方法简单，NMR样品预处理环节少，便于质控，因而制样成本低样品污染和丢失的风险小；鉴定和检测的同步性，在一些常规药物分析检测过程中物质的鉴定和定量检测是两个分立的环节，而NMR实验可以同时提供物质结构和含量信息，制备一个样品（甚至一个实验）即能完成对样品中物质的鉴别和含量的测定，因而核磁共振技术是一种高效快速的检测手段；有机物的普适性，核磁共振实验是一种无偏向性的测试方法，可以实现混合物中多个组分的同时鉴定分析，为定量分析中基准物的选择提供了较为宽松的空间；异构体分析能力强，核磁共振对异构体独特的识别能力是许多测试技术（如色谱和质谱）所不能比拟的。此外，作为一种“无损伤”和低消耗的检测技术，核磁共振测试过程中除了样品制备试剂之外，几乎不需要其它额外耗材，且样品可以无损回收，因而核磁共振属经济型和环境友好型检测技术。

2核磁共振技术在药物分析鉴定中的应用

2.1高聚物类药物

高聚物类药物的检测受到其高分子质量以及标准品难于获得的限制，常规色谱技术很难用于鉴定该类药物，而NMR法却完全不受其影响仍然可以用来定性、定量研究。肝素和硫酸软骨素都是动物来源的粘多糖类药物，其化学组成因动物种类的不同而有很大差异，NMR可以区分从猪、牛及鳖鱼中提取的硫酸软骨素，而且可以确定各组分的含量。对于肝素中混杂的多硫酸化硫酸软骨素杂质可以通过二维NMR来表征鉴定。肝素钠原料经不同工艺的制备流程所获得的最终产品在末端结构上仍然存在细微的差异，末端环化程度、乙酞化程度及含量等都是质量控制的标准。

2.2糖疫苗

纯多糖疫苗口前应用于多种疾病的预防，包括伤寒、脑膜炎及肺炎等，由于临床可能出现免疫耐受和低反应等问题，人们开始研制糖复合物类疫苗。将细菌病原体表面的糖链连接到载体蛋白表而激活人体免疫应答是口前糖疫苗应用的主要依据，然而其有效的生物检测手段还没有建立起来。疫苗的质量控制是确保所用多糖的结构、含量的准确性以及纯度，目前药典中使用的常规检测方法主要是多种比色法的联合应用，用来鉴定疫苗中糖醛酸、氨基糖等的存在及含量。但是该方法对多糖疫苗的活性及结构不能完全表征。目前国际卫生组织已经将核磁共振技术列入糖疫苗的检测的候选方案中，NMR是目前最为有效的提供糖疫苗鉴定和质量控制的手段之一。NMR通过提供的糖链指纹图谱可以精细到区分单一糖环组成的差异，对30多种CPS型糖疫苗的NMR检测表明，NMR谱图对单一血清型疫苗在O―乙酞化及取代度、取代位置的差异都尤为灵敏，而且NMR可以同时检测疫苗生产各环节中可能引入的所有可能的杂质，以及糖链与载体蛋白间的比例等。

2.3多肤类药物

欧洲药典中对合成的多肤类药物鉴定的常规分析方法主要包括薄层色谱、红外光谱、电泳及液相色谱。氨基酸分析（AAA）法也从起初的检验部分逐步转移到鉴定部分，AAA法可以确定氨基酸的组成及相对含量。EDQM已经开始尝试利用NMR方法作为另一种可选的鉴定技术来代替AAA法。NMR法不需要预先水解多肤，而且可以区分Glu/Gln、Asp/Asn的差异性，而且可以检测到易水解或氧化的Trp、Cys氨基酸的存在，而AAA法通常无法完成这些更加细微的结构信息。NMR谱图主要依赖于多肤的氨基酸序列，很少受溶剂、pH值、温度等的影响，通常只要在相同条件下采谱并与标准品对照即可。不同来源的胰岛素（人、猪、牛）的51个氨基酸中存在1-4个氨基酸的差异，这些都可以利用NMR来鉴定。

2.4药剂品质的评价检测

NMR通常用于纯度很高的单一组分的结构解析，但是其中某些技术手段（如DOSY）同样适用于混合物的分析，这一技术的应用为直接检测各种剂型的药物以及鉴定药剂品质、是否存在劣质产品提供了有效的手段。药剂本身多为有效活性成分附加多种辅料配制而成，DOSY不需要预先分离提纯活性成分而直接对其进行品质的检测。

3核磁共振联用技术发展

随着现代药学、生化技术及其他相关技术的飞速发展，对药物分析技术提出越来越高的要求。这就要求现代分析技术能连续化、自动化、快速而高效地客观分析药物，从单一的分析手段到联用技术更成为一种发展趋势液相色谱一核磁共振（LC-NMR）联用技术自1978年出现，已经成为快速分离、确定结构的强有力的药物分析手段。典型的LC-NMR联用装置是由白动进样器、泵、色谱柱和紫外检测器组成LC系统，洗脱液从检测器进入用于中问存储LC峰的聚四氟乙烯管环路的LC-NMR接口，从接口出来引至带流通池的NMR探头或废液收集器。LC-NMR联用技术包括连续流动（on-line）和停止流动（off-line）两种模式。随着对药品分析要求的提高，LC-NMR又与质谱（MS）等技术联合，发展成了LC-SPE-NMR联用、LC-MS-NMR联用等，而且各具优点。现已广泛应用于药物分析的领域有：有机小分了药物的鉴别、定量，生物大分了类生化药物的结构研究；对药物的体外评价与研究、对体内药物的监控与研究等。

结语

核磁共振技术不断发展，具有灵活的定量分析功能，，试方法多种多样，使用核磁共振技术对药品进行分析以及鉴定，具有较高的准确性，同时鉴定时间很短，可以判断药物是否按照规定生产，因此要加大对其研发与应用，还要强化与其它技术进行联合应用，为药物以及食品安全提供更多的保障。

参考文献

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生物多样性的分析方法范文篇5

【关键词】有关物质；检查；色谱法；新技术

药品的纯度检查是药品稳定性考察的一个重要组成部分，其中有关物质的检查是检测药品纯度和评价药品稳定性的重要检测项目。药品中任何影响其纯度的物质统称为杂质，按理化性质分为有机杂质、无机杂质和残留溶剂。有机杂质因其化学结构一般与活性成分类似或具渊源关系，故又称为有关物质[1]。

有关物质主要包括工艺杂质和降解产物。工艺杂质来源于药物的制备和贮存过程；降解产物是制剂在制备或储存过程中受光、热、湿等影响产生的产物[2]。因有关物质的量微小，根据旋光性质的差异采用旋光分析法；根据对吸光性质的差异采用分光光度法；而药物和有关物质的光谱特征往往相似。故常用的是色谱法[3]。

1传统方法

色谱法主要包括薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、毛细管电泳法(CE)、超临界流体色谱法(SFC)、手性色谱法(CC)等[4]。

1.1薄层色谱法

TLC法可同时分离多个样品，分析成本低，可同时检测极性大和极性小的杂质。TLC容易操作，灵敏度受操作条件影响大，影响重现性和精密度的因素较多，包括展开剂、固定相、点样、检测等众多因素[5]。分离与检测分开进行是其优点，同时也是缺点。一方面可以用不同的检测方法，而另一方面操作时间长，难以满足快速分析的需要。

1.2高相液相色谱法

HPLC检测杂质的方法分为：①外标法；②加校正因子的主成分自身对照法；③不加校正因子的主成分自身对照法；④面积归一化法。HPLC具有准确度、精密度，且重复性好。可根据不同的分析任务选择不同分离机制的色谱类型。小分子药物，常用反相HPLC，通过调节流动相获得不同的选择性。例如，王建忠[6]等人采用正相HPLC法检查左舒必利中的右旋体杂质;刘亚妮[7]等人采用反相HPLC法检查盐酸美普他酚片中的有关物质。

HPLC亦有不足之处。缺乏通用、灵敏的检测器。常用的紫外吸收检测器，对无紫外吸收的杂质难以测定。反相HPLC的填料只能在一定的pH范围内使用[5]，且分析碱性药物时易产生拖尾。现在，可通过在流动相中加入有机改性剂可减弱拖尾。对强保留物质的分析时间长也难以满足快速分析的需要。

1.3气相色谱法

GC法选择性好、灵敏度高、进样量小、分析速度快。对于挥发性差或热不稳定的化合物，可以采取柱前衍生化试剂制备成衍生物或采用裂解、水解、硅烷化等方法预处理以增加其挥发性，但增加了操作上的麻烦，改变了原来样品的面目。因此，GC应用于药物有关物质的检查要少得多，仅用于检查挥发性杂质和药物在生产过程中引入的有害有机溶剂残留量[3]。

2新技术和新发展

2.1毛细管电泳

CE有3种主要分离模式低pH的CE，适用于测定水溶性碱性药物。通常采用50mmol/LNaH2PO4，用浓H3PO4调节pH2.5。加入环糊精(CD)、乙二胺四乙酸(EDTA)、离子对、有机溶剂来改善分离。这一系统UV吸收背景低，可在低UV波长处如190~210nm测定，而许多药物在此处有相对较大的UV吸收系数。高pH值的CE适用于水溶性酸性药物，多采用磷酸盐(pH7)、硼酸盐(pH9.5)作电解液[8]。还有MECC适用于中性和水不溶性药物。

CE具有快速、高效、进样量小等特点。由于其不使用用填料，而且以缓冲液为介质分离，可以利用各种添加剂。

2.2超临界流体色谱

超临界流体色谱(supercriticalfluidchromatography，SFC)，是以超临界流体作为流动相的色谱方法，分析速度快、样品前处理简单，检测灵敏度高，选择性好、分离效率高、分析条件温和，可分析气相色谱不宜分析的高沸点、高分子量、低挥发性和热不稳定试样。又比高效液相色谱有更快的分析速度和柱效，在相同的板高时，分析速度是液相色谱的4倍左右[12]分析时间短。

郭亚东[13]采用SFC对抗癌药物紫杉醇及其降解产物进行分析，检定出16个特殊杂质。该法可用于热不稳定、极性大、挥发性小以及不能衍生化的特殊杂质的分析。不仅可以使用GC和HPLC所用的检测器，如氢火焰离子化检测器(FID)、氮磷检测器NPD、紫外检测器(UV)等，还可与质谱仪(MS)，傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)以及核磁共振仪(NMR)等联用。

2.3联用技术：

色谱技术分离能力强、检测灵敏度高、分析速度快，是复杂混合物分析的首选技术，但它在未知物定性方面难于给出可靠信息。而光谱技术则具有很强的鉴定未知物结构的能力，但却不具有分离能力，因而对复杂混合物无能为力。于是出现了将两者长处结合起来的联用技术，它集色谱的高分离能力与光谱的高灵敏度和极强的定性专属特异性于一体。

色谱与光谱之间有多种结合方式，如VikasShinde[9]等人采用HPLC-MS/MS检查赖诺普利中新的特殊杂质；周国华[10]等人采用HPCE-MS检查IL-2中的二聚体和异构体；美国西点Merck研究室报道[11]，用LC-MS鉴定药物分解产物包括氧化产物，水解产物及聚合物、加合物等。

结语

HPLC在有关物质分析中仍将占主导地位，TLC是其补充手段，对于需准确定量的特殊杂质可用HPLC测定，对不需要准确定量及HPLC难以测定的药物可用TLC分析。GC多用于检测残留有机溶剂，测定特殊杂质多需衍生化[14]，因而使用较少。此外，一些新技术如毛细管电泳(CE)，超临界流体技术(SF)及联用技术在测定特殊杂质的应用中越来越广泛。

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生物多样性的分析方法范文篇6

关键词：变性梯度凝胶电泳；微生物实验；实验教学改革

中图分类号：G462文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）39-0247-02

微生物学是高等院校生物类专业的一门重要专业基础课，是一门实验性和应用性很强的学科。微生物学实验是微生物学的重要组成部分，是现代生物学技术的重要基础，对于学生加深理论知识的理解，培养创新与实践能力具有非常重要的作用[1]。传统的微生物实验教学内容一般以验证性和演示性为主，注重培养学生的基本实验技能，但对学生综合实验技能和创新能力的培养有待提高。随着国家对创新人才的需求，适当增加综合性和研究性实验内容的比重是微生物实验教学改革的发展方向，对于提高学生的思维能力、动手能力有着积极的作用[1-3]。

本校非常重视实验教学改革工作，鼓励学生在掌握基本实验技能后，积极参加设计性、研究性实验，包括院校两级的大学生科研立项或教师的研究课题，并给予相应的创新学分。通过该项措施进一步激发了学生的学习兴趣，并有效提高了学生的实验技能及分析问题和解决问题的能力。目前微生物实验教学主要包括传统的微生物实验技术，随着分子生物技术的发展，微生物研究技术突破了以往主要依赖纯培养物的局限性，特别是在生态环境样品中的微生物群落结构分析中，基于PCR扩增的分子生物学方法逐渐取代了传统的培养方法，大大拓展了微生物研究的范围[4]。因此，我们在后续的研究性实验中引入了变性梯度凝胶电泳在微生物群落结构分析中的应用等创新型实验项目，使实验教学从基础性向综合性和研究性推进。

一、变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术概述

由于自然环境中微生物生存条件的复杂性，大多数微生物以未可培养的形式存在。DGGE是一种不依赖微生物培养技术的研究方法，能快速、准确鉴定环境中微生物种群，在揭示复杂微生物群落演替规律和功能基因多样性方面具有独特的优越性，已被广泛应用于微生物分子生态学研究各领域[5]。DGGE技术的基本原理是在聚丙烯酰胺凝胶的基础上，加入呈梯度分布的变性剂（甲酰胺及尿素），双链DNA分子部分解链导致电泳迁移率降低，而序列不同的DNA分子解链行为不同，在凝胶中的移动速度也就不同，从而使得长度相同而序列不同的DN段分离。因此，通过测序分析凝胶上不同的谱带，可以检测微生物种群的遗传多样性和动态变化[6]。DGGE技术的工作流程主要包括以下几个步骤：（1）环境样品的采集；（2）样品中微生物基因组DNA的提取；（3）DN段的PCR扩增；（4）PCR产物的DGGE分析；（5）DNA条带的序列分析。

二、变性梯度凝胶电泳技术在微生物实验教学中的应用

变性梯度凝胶电泳技术是一项综合性较强的实验技术，涉及的知识面较广，要求学生既要有全面扎实的理论知识，又要求较强的实际动手能力。我校的微生物学实验安排在大学二年级的上学期，通过学习使学生掌握微生物学实验的基本原理和操作技术。此外通过后续的生化分析技术和分子生物学实验等课程，学生掌握了聚丙烯酰胺凝胶电泳、基因组提取和PCR扩增等实验技术。因此该项研究性实验项目主要面向大学二年级和三年级的学生，我们为学生提供开放的实验室环境，学生自己组成实验小组，可根据自己的实际情况安排时间。整个实验由学生实验小组开展并完成，同时在实施过程中配备指导教师进行随时指导。根据学生的学习兴趣并结合实验室的科研课题，我们近几年开设了多项DGGE技术在微生物研究中应用的实验，包括《氯嘧磺隆对土壤微生物类群的影响》、《SBR反应器中聚磷菌群的结构分析》、《不同森林土壤中产漆酶细菌群落结构的研究》和《厌氧污泥对偶氮废水的脱色及污泥菌群结构分析》等研究性实验项目。环境样品中DNA的提取是影响微生物多样性的DGGE检测结果的重要因素[7]，学生通过比较不同提取方法对DNA产量和纯度的影响，确定了针对不同的实验样品（土壤或污泥）的最佳提取方法，在这一过程中加深了对DNA提取原理和方法的认识。通过DGGE图谱的分析，学生可以直观地了解到污染胁迫等环境条件下微生物群落结构的改变及优势菌群形成的动态过程，更加深刻地理解富集培养技术在分离特定功能微生物上的应用。学生通过后续的序列比对分析，可以学习到相关环境中常见的微生物优势菌属，特别是一些非培养微生物序列的出现丰富了学生对微生物多样性的认识。通常面向本科生开设的微生物实验主要以好氧微生物为对象，因此学生接受的微生物学知识侧重于好氧微生物，对厌氧微生物的接触和认识较少。我们通过引入厌氧环境中微生物结构分析等实验项目，使学生有机会接触厌氧箱的使用，掌握厌氧微生物的培养方法等实验内容，进一步丰富实验教学内容，深化实验教学改革。

三、小结

分子生物学技术的发展，展示了一个更为丰富的微生物世界。与目前基于高通量测序的微生物多样性分析方法相比，DGGE技术具有快捷、方便、成本低等优点，适合应用于微生物创新实验教学。通过这些研究性实验的开展，使学生完成无法在正常教学时间进行的实验内容，拓展了与其他学科实验技术的综合应用，在激发学生学习兴趣的同时，不仅提升了学生的实验操作技能和团队协作能力，而且增强了综合思考及分析解决问题的能力，为独立完成毕业论文实验及今后从事科研工作打下了坚实的基础[8]。

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生物多样性的分析方法范文1篇7

关键词：液相色谱；快速溶剂萃取；多环芳烃

中图分类号：X53文献标识码：A

多环芳烃指分子中含有两个或两个以上苯环，并且其结构以线性、角状或簇状排列的稠环结构的化合物。环境中的多环芳烃主要来源于含碳化合物的不完全燃烧，以及自然界中存储的石油渗漏、某些植物、微生物的生物合成。多环芳烃性质稳定，在环境中难降解，可在生物体内蓄积，且具有“致癌、致畸、致突变”效应。近年来，环境保护部门要求各地对全国农村土壤质量和场地土壤污染状况展开调查，有机污染物主要包括有机氯农药和多环芳烃，选择和建立合适的多环芳烃分析方法尤为重要。本文对国内外关于多环芳烃的样品前处理和仪器分析方法进行总结评述。

1提取方法

由于多环芳烃在土壤中的浓度较低，且基体复杂，容易造成干扰，不可直接测定，通常须经过样品前处理后才可以进行上机分析。目前用于土壤中多环芳烃的提取方法主要有索氏提取法、超声提取法、超临界流体萃取、微波辅助萃取、加压流体萃取等方法。

1.1索氏提取

索氏提取是从固体物质中萃取化合物的一种方法。利用溶剂将固体较长时间浸润而将目标化合物从待测物质中提取出来。萃取前先将固体物质研磨分散，以增加固液接触的面积，放入提取套管中，然后再索氏提取器中用合适的溶剂开始提取。经典索氏提取是全球认可的萃取方法，EPAMethod3540和ISO/DIS13877都采用索氏提取法提取土壤中半挥发性有机物和多环芳烃，其回收率较高，但需大量有机溶剂，操作繁琐，提取时间较长，一般需16h以上。

1.2超声波提取

超声波提取法将样品与干燥剂混合后使用专用超声波仪提取样品，用真空过滤法或者离心分离法分离提取液。土壤和底泥中的多环芳烃是美国EPA推荐的方法之一（Method3550），该方法简单，一般需要几个小时，超声提取法不是非常严格和精确，再提取过程中可能会破坏某些有机物。

1.3微波辅助萃取

微波辅助萃取是指利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物的萃取过程，其具有萃取效率高、不破坏被测物质、加热均匀、污染小等特点。国外有研究发现，该方法可省略干燥步骤，直接新鲜湿样萃取，因样品中水分不会降低萃取效率，反而提高萃取效率。

1.4加速溶剂萃取

加速溶剂萃取是在高温、高压下提取固体、半固体物质中目标化合物的前处理方法。多环芳烃提取时的温度一般控制在100℃左右，压力（1500～2000psi）。样品用量一般为1g～30g，将样品与适量干燥剂（无水硫酸钠、粒状硅藻土等）混合，研磨成100-200目，装入不锈钢萃取池中，使样品在设定的温度和压力下静态萃取，萃取液进入接收瓶中。加速溶剂萃取法不仅得到与索氏提取法相当的分析回收率，而且减少了溶剂用量、缩短提取时间（10min～30min）。和样品提取自动化的优点。影响加速溶剂萃取萃取的因素主要是温度和压力。增加温度有利于提高溶质的溶解能力，同时利于溶剂分子向基体中扩散，提高萃取效率。增加压力使溶剂在其沸点以上时仍保持液态，但对萃取回收率和效率的影响不大。商业化加速溶剂萃取可一次提取多个样品。

1.5超临界流体萃取

超临界流体萃取是近年来发展很快的一种样品提取技术采用SFE方法萃取，只需要10min～60min就能完成。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体。100%CO2超临界萃取对16种环芳烃的低沸点、易挥发化合物的萃取效果好，对高沸点化合物的萃取应在加入改进剂的情况下适当提高萃取温度。超临界流体萃取可不使用有机溶剂，低沸点、易挥发化合物的萃取效果好。由于其设备昂贵，在国内应用并不广泛。

2净化方式

对土壤样品净化处理可去除提取物种的干扰物和高沸点化合物，土壤多环芳烃提取所用的溶剂是非选择性的，提取液中不仅仅有多环芳烃，还有可能存在有机污染物。因此，必须将提取液进行纯化，以使多环芳烃各组分峰较好的分离，提高色谱分析准确度。土壤中多环芳烃净化方法有吸附色谱法、凝胶渗透净化、硫净化和硫酸/高锰酸钾净化法等。由于土壤基质复杂，应针对不同基质会采取不同的净化方法。高污染的提取物通常需要使用多种净化方法。本文只针对常用的两种方法展开论述。

2.1吸附色谱法

柱层析净化法常用的填料包括中性氧化铝、弗罗里土、和硅胶。在多环芳烃的净化和分离方面应用最广的是硅胶柱层析方法，且该方法为EPA标准方法（METHOD3630）。商品化硅胶小柱在土壤中多环芳烃预处理中也有很广泛地应用，一般使用填料为500mg或者1000mg，节省了填充柱子的时间，使用较为方便，但如果干扰程度较大，仍推荐使用标准层析柱净化法。

2.2凝胶渗透净化

凝胶净化系统是根据凝胶渗透色谱原理对复杂样品按照分子体积的大小进行分离和分段收集，能有效去除样品中的大分子基质，及小分子干扰物质，提高后续分析的灵敏度与准确性，并且延长了分析柱的使用寿命。凝胶渗透色谱是一种体积排阻净化过程，利用有机溶剂和疏水凝胶分离合成的高分子化合物，将需要分析的物质从干扰物中分离出来。

3分析方法

目前，检测多环芳烃的方法主要有薄层层析荧光光度法、高效液相色谱法、气相色谱质谱法。

3.1纸层析荧光法

纸层析荧光法灵敏度较高，但对于分析多组分样品分离效果差，且操作步骤烦琐，不适合批量样品的分析。目前，测定多环芳烃应用最广的分析方法是液相色谱法和气相色谱-质谱法等。

3.2高效液相色谱

由于高效液相色谱在分离复杂多环芳烃混合物方面的优越性，高效液相色谱测定多环芳烃时，对某些多环芳烃有较高的分辨率和灵敏度。普通的C18柱并不能完全分离16种多环芳烃，很多色谱柱供应厂家推出的多环芳烃专用柱，经过特殊处理，可用于多环芳烃的分析，能够完全分离16种多环芳烃。高效液相色谱具有选择性好、灵敏度高的优点，应用最为普遍，已成为分析多环芳烃的首选方法。常用于多环芳烃的检测器主要有三种：紫外检测器、荧光检测器和二极管矩阵检测器。这三类检测器各有优缺点，可将荧光检测器与其余两类中的一类串联，互为补充。紫外检测器化合物浓度与响应线性程度较好，尤其是对二环和三环化合物的响应较强，如萘、苊、苊烯、芴。不同的多环芳烃，即使是互为同分异构体，其激发光谱和荧光光谱也是互不相同的。所以经过高效液相色谱分离后得到的各个多环芳烃组分的流出物，可用荧光检测器测定。荧光检测器通过设定激发波长和发射波长来优化峰值响应，多环芳烃中沸点较高的化合物荧光特性强，灵敏度高于紫外检测器1个数量级。但荧光检测器对苊烯基本无响应，须配合紫外检测器。二极管矩阵检测（DAD）可以同时给出光谱和色谱谱图，便于组分的定性和定量。

3.3气相色谱质谱法

气相色谱质谱法使用质谱检测器，可以更好的对基体干扰严重的土壤定性，减少了假阳性的发生。适合于多组分多环芳烃的测定，其缺点是灵敏度比荧光法低。

结语

随着社会工业化程度的提高，多环芳烃的污染已成为世界各国共同关注的问题。因多环芳烃在土壤中浓度较低，一般需要萃取富集，然后上机分析。传统提取方法如索氏提取的提取效率较高，由于其操作简单且不需要特殊的仪器一直被广泛的应用。但其提取时间长，自动化程度较低，而快速溶剂萃取、超临界流体萃取，提取速度快，效率高，使用有机溶剂少，是未来多环芳烃提取的发展方向。为减少土壤中其它化合物的干扰，提高分析准确度，需对提取后的样品净化。由于土壤基质复杂，一般会针对不同基质会采取不同的净化方法。高污染的提取物通常需要使用多种净化方法。检测多环芳烃的方法主要有薄层层析荧光光度法、高效液相色谱法、气相色谱质谱法。其中高效液相色谱法可获得较低的检出限，气相色谱质谱法定性能力较好，可排除假阳性。在实际应用过程中，应根据土壤性质，限值要求选择合适的检测方法。

参考文献

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生物多样性的分析方法范文篇8

关键词：岩石矿物岩矿鉴定岩矿分析

岩矿分析鉴定是地质工作的一个重要内容，它对整个地质工作起着基础性和指导性作用。我国幅员辽阔，拥有着极其丰富的矿产资源。这些矿产资源是实现我国国民经济飞速发展的雄厚物质基础，没有它们就无法建立完整的工业体系。因此，如何尽快的发现岩矿并予以正确的鉴定，是所有地质工作者的首要任务。

一、岩石矿物的种类和特征

岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体，是地壳中各种地质作用的产物。一般岩矿种类是多种多样的，这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式，同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。自然界中目前已知的岩矿种类达到三千多种，然而最常见的也不过百余种之多。

1.岩石矿物的种类和特征

岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体，是地壳中各种地质作用的产物。一般岩矿种类是多种多样的，这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式，同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。

1.1矿物的种类划分

矿物分为有机矿物和无机矿物两种：前者种类比较少，主要是碳氢氧化合物，如：琥珀等。后者在地球上数量众多，由于每年都有几十至几百种新矿物被发现，据统计，目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的，可以说人类时时刻刻都离不开矿物。

有机矿物的化学成分是碳氢氧化合物，无机矿物的化学成分比较复杂，门捷列夫元素周期表中的一百多个化学元素，都可以组成无机矿物。既可以是由一个元素独立存在，也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍，如：Fe（铁）元素可以形成自然铁矿物，Ag（银）元素可以形成自然银矿物，Au（金）元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物，最简单的如两个元素Si（硅）和O，可以组成SiO2，由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。三个元素组成的矿物就更多了，例如：CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。

1.2矿物的形成

形成矿物的途径，一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素，在岩浆的高温熔融的条件下，发生化学变化，形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样，岩浆在冷却时，温度、压力等条件都在发生变化，而一定环境只适于一定的矿物生成，因此，由于岩浆冷却形成的矿物，种类是很多的。

1.3矿物的物理性质与形状特征

各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质，它可以用来作为识别矿物的依据。矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体，如食盐是立方体，水晶是六面体，云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等。

1.4岩石与矿物的区别

岩石是由一种或多种矿物组成的固体，但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样，飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。

二、岩矿分析鉴定的基本程序

1.试样的加工。

通常送到实验室进行鉴定的原始岩矿样品重量，以及矿物种类的不同，从几公斤到几十公斤不等，但是实际上用于分析的试样一般只是需要几克。所以，在岩矿鉴定工作中首先遇到的问题就是试样的加工获取。加工试样的目的，一方面是将岩矿粉碎到一定的细度，以便于分解；另一方面是用最有效、最经济的方法获得一定重量（一般为100g）的能代表原始样品组成的均匀的试样。

2.进行定性和半定量分析

岩矿试样加工好后，必须先进行定性和半定量分析，主要是为了了解试样中含有哪些元素以及这些元素的大致含量和比率等。根据以上分析，结合地质工作所要求的准确度和实验室的工作条件、确定对各个待测元素应采取的测定方法和消除干扰的措施。进行定性和半定量分析常用的分析方法有发射光谱分析法和化学分析法。

3.选择测定方法

对岩石矿物中的各种元素的测定均有多种测定方法可供选择。这就需要根据上面定性和半定量的分析结果，选择最合适的分析方法。一般从两个方面进行选择：一是根据待测定元素的含量进行选择；一般来说，对岩矿试样中含量较高（一般为1%以上）的待测元素，应采用容量法、重量法等方法进行测定，而对于含量相对较低（一般为1%以下）的待测元素，则使用比色法或是其他仪器分析方法进行测定。二是根据共存元素的情况进行选择。例如，六偏磷酸钠碘法使用与钙、镁含量较高的试样中通的测定，氨分离碘量法和碘氟法使用与钙、镁含量较低的试样中通的测定。所以，必须选择合适的测定方法，才能得到正确的结果。

4.拟定鉴定分析方案

拟定鉴定分析方案是一个十分重要而又复杂的环节。它涉及到各个元素的测定方法和分离方法间的相互影响和配合的问题，需要较全面的岩矿鉴定理论知识和丰富的实践经验。因此，在拟定鉴定分析方案时，应同时考虑岩矿试样的分解方法、干扰元素的消除方法和具体的测定方法三个方面。

对于简项分析和全分析，所拟定的方案最好是一个综合的分析方案，即同一称样经过分解后，就能分取溶液进行数个组分的测定，既可使用化学法测定，也可使用仪器分析法测定。必须注意，任何鉴定分析方案都有其使用的局限性。当条件发生变化后，方案也应当做出相应改变。

5.分析鉴定

在具体的鉴定分析方案确定之后，就应当严格遵守有关的操作规程进行分析鉴定。

6.审查分析结果

审查分析结果是整个岩矿分析鉴定工作的重要一环，它是在于进一步发现问题，以确保鉴定结果的准确性和正确性。这一环节也应严格遵照质量检查制度进行检查，分析结果必须符合国家规定的要求。

三、地质工作中对岩矿分析鉴定的评价

地质工作就是为矿产勘查开发规划和工程建设、以及相关的环境保护和地质灾害的预报防治工作提供基础的地质资料和信息。而岩矿分析鉴定被认为是地质工作中最基础的一项工作，它对查明认识全国的基本地质状况、获取相关地质数据信息具有基础性、超前性、公益性和指导性意义。

1.矿物普查中对岩矿分析鉴定的评价

每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件性形成的，它们包含有一种或多种矿物，探明其中的化学元素，矿物种类，以确定岩矿的使用价值、经济价值，都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类，分析矿床的开采量，以及开采的可能性与经济性，并能有效的提高地质勘探工作的效率。

2.工程地质中对岩矿分析鉴定的评价

岩矿分析鉴定在工程地质勘查中也起着非常重要的作用，能够为工程建设的设计和施工，以及合理利用自然地质资源、正确改造不良地质、最大限度的避免自然灾害，提供基础的地质学资料。在工程地质中的岩矿鉴定包括对岩体的特征、化学元素和性质等进行分析，同时，水分析也是找岩矿工作的重要标志之一，也属于岩石矿物分析工作的一部分。

参考文献

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[2]凌潇潇，吴瑞华，王时林.一种长英黝帘石玉的岩石矿物学研究[J].岩石矿物学杂志，2010，29（1）.

生物多样性的分析方法范文1篇9

FAO/WHO食品法典委员会正在着手建立食品二恶英限量标准和相应检验方法，起草人认为高分辨气相色谱与高分辨质谱联用技术（HRGC-HRMS）是目前唯一适用的的化学方法。而用DNA重组技术建立的生物学方法在二恶英总TEQ水平测定可达到特异性、选择性和灵敏度的要求，且所测结果与HRGC-HRMS方法相当，可作为大量样品筛选手段。〔10〕

1气相色谱与质谱联用的化学分析方法

PCDD/Fs的化学分析有两种不同的方案，一为分析所有PCDD/Fs，目的在于了解各化合物的分布形式，鉴定其可能的来源；另一为仅测定2,3,7,8-取代的17种PCDD/Fs。后一方法较完善，以美国EPA1613方法为代表的HRGC-HRMS方法已成为各国公认的仲裁方法。本文主要以此为基础对这一领域的进展作简要综述。

环境及生物材料中PCDD/Fs的分析主要包括5个方面，即：样品采集、提取、净化、分离及定量测定。〔4，6〕

1.1样品采集〔4，6〕与有机氯农药残留检测方法相似，但PCDD/Fs应更注意安全操作和避免试验过程中的污染。PCDD/Fs具有光解作用，尤其在溶液中低氯代化合物光解作用更为迅速。故样品应避光、低温保存。

样品的取样量依样品类型、污染水平、潜在干扰物质与方法的检测限而定。一般样品为1～50g，对于含脂低、污染轻的样品必要时可增加到100～1000g。

1.2提取〔4～10〕提取前，加入13C或37Cl标记的内标，用以测定提取净化效率与矫正分析丢失。PCDD/Fs的提取方法与有机氯农药残留检测方法相似，包括溶解、振摇、混匀、超声或索氏提取。提取步骤和溶剂选择取决于样品类型和净化方法。如脂肪和油可采用二氯甲烷+已烷（1+1）直接提取；其它食品可使用不同比例的提取溶剂，采用包括索氏提取在内的各种提取方法。

许多实验室对比试验已经表明鱼、猪脂肪、牛奶、母乳、人血和脂肪组织所用各种提取方法回收率的可接受性。〔11～15〕作为新技术使用CO2为流体的超临界流体提取方法，也用于生物样品中PCDD/Fs的提取。〔16〕

1.3净化净化目的是除去共提取物中的干扰组分，净化程度取决于被测组分的数目、基质干扰及GC-MS状态。目前大多采用色谱法进行净化，包括吸附、分配与排阻色谱。一系列色谱柱，如硅胶加化学改性吸附剂（用硫酸、KOH、CsOH处理的硅藻土及硅胶）、Florisil、氧化铝、活性碳等，常被串联使用，多层色谱联用柱也日益普及。〔17〕

根据样品类型选择适当的净化方法，存在大量共提取物时需要进行预处理。包括酸或碱洗，如用硫酸处理消除油脂等干扰组分；硅胶柱可吸附脂质及油脂成分，用硫酸、氢氧化钠和硝酸银浸泡处理的多层硅胶柱进行洗脱；凝胶渗透色谱也被用来去除脂肪和其它分子量相对较高的化合物。〔4，5〕

微型氧化铝柱（用一次性玻璃滴管装柱）可除去提取液中弱极性的氯代苯、多氯联苯与联三苯和多氯代二苯醚，这些物质被二氯甲烷+正己烷（1+50）首先洗脱出来，留置柱上的PCDD/Fs再用二氯甲烷+正己烷（1+1）洗脱。这种处理还可除去多氯代-2-苯氧基酚（二恶英的一种前体），以避免其在GC柱上因加热闭环形成PCDDs的干扰。〔4〕

80年代中期以来广泛使用双柱法，提取液首先经活性炭吸附，用二氯甲烷洗脱，将平面化合物（包括PCDD/Fs）与非平面化合物分离。〔17〕用甲苯对活性炭柱反相洗脱平面化合物，再用氧化铝柱将PCDD/Fs与其它平面化合物分离(如：非邻位取代的PCBs、多氯代萘)。此法对复杂生物样品的分析十分适用，已有自动化仪器商业供应〔4，18〕。近年来也有采用HPLC分离PCDD/Fs的报道，主要用于2,3,7,8-TCDD的定量分析，也用于处理难以净化样品分析其它PCDD/Fs。〔13〕

提取、净化方法的优劣，应以验证其有效性来确定。通过测定加标样品及基质空白，可获得检测浓度下的回收率。PCDD/Fs分析时至少需要三套标准：一套为17种12C-PCDD/Fs；一套为15种13C-PCDD/Fs的定量内标和2个13C标记的用于确定色谱保留时间的内标；另一套为考察净化效率的37Cl-2,3,7,8-TCDD标准。

1.4分离净化手段尽管复杂，最终的提取液仍存在氯代化合物的干扰。这就需要良好分离技术。化学键合固定相的HRGC是有效分离PCDD/Fs的唯一选择。〔13，19〕常用WCOT毛细管柱，长度为15～60m，内径0.22～0.35mm，内膜厚度为0.15～0.25μm。非极性或弱极性固定相(烷基/芳基硅烷，如OV1、SE30、SE52、SE54、PS255、DB-1、DB-5、OV17-01等)可有效地将PCDD/Fs分离为氯原子取代数相同的化合物的组(如:所有TCDDs和TCDFs及所有PeCDDs和PeCDFs等分离），而极性固定相(氰基硅烷，如silar10c、SP2330、SP2340、CPsIL88等)可将一组中的异构体进行分离。迄今为止，尚未见仅用一根色谱柱即可分离所有同系物异构体的报道。使用欧共体规定使用的非极性色谱柱（如DB-5）分析仅有2,3,7,8-取代的PCDD/Fs，同时使用非极性色谱柱和极性色谱柱（如SP2331和CPSIL88）可分离其它位置上氯取代的PCDD/Fs。〔6〕食品中所要测定的是17种2,3,7,8取代的PCDD/Fs，仅采用非极性的色谱柱基本可以满足要求。〔5〕

色谱柱的柱长、内径及涂膜厚度决定了操作条件（温度和载气流速）及被分析物的保留时间。通过对要定量的17种2,3,7,8取代的PCDD/Fs同系物异构体（13C标记与未标记）标准品比较获得保留时间。为能准确鉴定被分析组分，校准标准的使用极为必要。应单独测试每个HRGC系统中同系物异构体的色谱出峰次序（文献仅作为参考），因此在仪器分析前需要测试柱效的PCDD/Fs标准进行证实，也可使用含已知同系物异构体成分的样品提取液（如飞灰）。

1.5定量要尽量减少化学噪声和改善检出限，以保证PCDD/Fs这一类复杂化合物的痕量分析。采用选择离子监测(SIM)的质谱法，以13C稳定同位素为内标，校正标准测定各个同系物异构体的响应因子和线性范围。〔5～13〕定量检测主要采用SIM技术监测氯同位素2个分子离子（M+，M++2）或其它丰度较高离子，同时监测相应的13C稳定性同位素内标氯同位素的两个分子离子，通过不同窗口对氯不同取代程度的异构体分别定量。这可减少共提取物和其它污染物的干扰，提高检测选择性和灵敏度。所使用仪器包括四极杆低分辨质谱仪（LRMS）、双聚焦磁式扇形高分辨质谱仪（HRMS）和质谱－质谱串联（MS-MS）。HRMS通过监测精确质量提供了最高的选择性，因此HRMS是PCDD/Fs测定的首选仪器。电子轰击源为PCDD/Fs分析的常用电离方式(EI)。阴离子化学电离(NCI)对高氯取代化合物有更高的灵敏度，但不适合低氯取代的化合物，如2,3,7,8-TCDD的分析。〔5，6〕

MS方法的灵敏度不是由标准溶液的信噪比提供，而是由样品基质条件下的信噪比决定。LRMS在理论上可以达到检测要求的灵敏度，但由于复杂基质和共存的PCBs及其它氯代化合物的干扰，食品中PCDD/Fs低于pg/g水平的分析的灵敏度和其它技术指标都难以达到分析要求。〔4，6，19，20〕为了得到分析食物中TCDDs的准确结果，分辨率在10000以上的HRMS成为唯一选择。因为TCDD的M+离子m/z为319.8963，而干扰物二氯二苯基二氯乙烯的M++4离子为319.9321，需要分辨率为9,000的HRMS。双聚焦磁式扇形HRMS不仅提高了仪器的分辨率，而且提高了信噪比，这意味着化学噪音的降低、灵敏度的提高，〔4〕同时检测多个离子质量的能力较强，进行SIM时m/z值可长时间不发生漂移，进一步改进信噪比，提供极高的灵敏度，最小检出限可达10fg，更适合于PCDD/Fs分析要求，为多数二恶英分析实验室采用。基于HRMS的技术优势，EPA规定的1613方法采用同位素稀释法，利用HRGC-HRMS检测PCDD/Fs。其分析的关键点为：用13C同位素内标与样品前处理同时进行，监测样品制备的回收率、同位素稀释的准确度和GC-MS方法的确认。〔21，22〕采用标准考察异构体的GC分离和MS的定性定量的分析质量控制。严格控制硅胶、硅镁吸附剂、氧化铝、活性炭等的洗提回收。HRMS的分辨率要求在10000以上，保证SIM的灵敏度和稳定性，采用HRGC分离。质量控制措施包括：系统空白、回收试验、线性范围、各化合物的保留值窗口、氯取代的同位素峰簇比值、异构体的GC分离、质谱分辨率、信噪比、盲样核对以及用3个离子定性等。对所有被检测的离子，确定PCDD/Fs的存在必须要求其信噪比大于3:1，且分子的面积比和标准的离子碎片的偏差应在10%以内，由内标物得到的数据与标准物的偏差应在10%以内，标准物与内标的离子谱图应一致。〔4〕由于严格的分析质量保证体系，1613方法已经成为各实验室分析工作的基础。

串联质谱是另外一种可供选择的方案。在离子源中形成的离子被第一个质量分析器分离，然后选择某些离子进行碰撞裂解，再由第二个质量分析器检测裂解离子。如果第一个质量分析器为扇形HRMS，设定分离PCDD/Fs的M+碎片；第二个质量分析器为四极杆LRMS，分离M+—COCl特征碎片。这样仪器的选择性进一步提高，可不通过GC分离直接进样，快速测定TCDD。〔23〕但这一方法只能测定同系物，不能分离异构体。因此HRGC-MS/MS串联质谱就成为测定17种2,3,7,8-取代PCDD/Fs的要求，而这一仪器与HRGC-HRMS的购买和维护费用相当、灵敏度是其的1/6，HRGC-HRMS就成为首先选择。

最近美国FDA研究了利用较便宜的四极离子储存时间串联质谱（QISTMS）分析方法。〔9〕采用这一方法可以检测食品中TEQ低于1pg/g水平的2,3,7,8取代的PCDD/Fs（TCDD为0.2pg/g），分析了包括奶、羊脂、蛋、牛肉、鱼和油脂在内的200份物样品。测定污染样品鸡蛋和鲇鱼的结果与HRMS具可比性。FDA正对这一分析方法进一步改进，以期可达HRMS检测限，来替代HRMS进行食品PCDD/Fs日常监督。〔24〕

1.6结果报告测定了17种2,3,7,8-取代的PCDD/Fs含量后，每个同系物异构体的浓度乘以相应的TEF，然后将结果相加。报告的结果就是毒性当量（TEQs）。结果报告时应根据相应的脂肪含量折算成以脂肪计的TEQs。

2以Ah受体为基础的生物分析方法

尽管CAC认为HRGC-HRMS是目前唯一适合的分析方法，但由于所使用仪器价格昂贵，试样需多步分离、净化步骤十分繁琐，这一工作在大多数实验室不能开展。这显然不能适合食品卫生监督和监测工作的日常需要，国际上有些实验室试图建立一种以利用生物传感器为原理的快速检测方法。因为Ah受体是PCDD/Fs发挥毒性作用机制的基础物质，它的被活化程度与PCDD/Fs毒性相一致，而PCDD/Fs活化Ah受体能力与其TEQs有关，目前所建立的生物学筛选方法均据此进行。PCDD/Fs进入细胞浆与Ah受体结合活化后，被Ah受体核转位因子（ARNT）转移到细胞核，活化的核内基因是特异性DN段-二恶英响应因子（DRE），启动发挥毒性作用的基因增加其转录，如细胞色素P4501A亚型，激活芳香烃羟化酶（AHH）和9-乙氧基-3-异吩唑酮-O-脱乙基酶（EROD）。〔25～28〕以前已经有实验室用细胞培养通过EROD活性的测定来反应PCDD/Fs激活Ah受体的能力，得到PCDD/Fs的TEQs。〔4,29～32〕为了增加生物学方法的灵敏度，从P4501A1基因5’段分离DRE，并将萤火虫萤光素酶作为报告基因结合到控制转录的DRE上，制备成质粒载体。将这一质粒载体转染H4IIE大鼠肝癌细胞系（含Ah受体传导途径的各个部件），以此构成的CALUX系统萤光素酶诱导活性与PCDD/Fs有关，CALUX相对活性与PCDD/Fs的TEF相一致，所测定的结果就是TEQs。〔33～37〕这一方法已经与HRGC-HRMS化学方法进行对比，结果相当一致。〔37〕然而，采用细胞培养方法仍需要一定条件，同时培养时间多达24h，整个测定多达几天，不能进行快速检验,不适用于食品安全监督检验要求。有必要对Ah受体活化程度进行更直接测定。〔38〕在此基础上进一步改进,以Ah受体、ARNT和DRE为生物传感器的主要部件，测定转化的Ah受体。由于Ah受体与ARNT为1：1结合的同源二聚体，这一同源二聚体可以结合在生物素-亲和素系统的DRE上，采用酶标双抗方法测定ARNT，避免了抗体不能区别Ah受体的难点。由于该方法不再需要细胞内的诱导活化过程，体外活化时间由24h减少到2h，加上ELISA检测，整个分析在1个工作日完成。以Ah受体为生物传感器建立的免疫生物学方法一次可完成多个样品的检测，提取方法相对简单，所得结果就是TEQs，方法完成后可以满足卫生监督的大量筛选需要。

由于化学方法是对单个同系物进行测定，结果判定要以每个同系物的TEF乘以含量得到TEQs，所以CAC指出，利用DNA重组技术建立的PCDD/Fs免疫分析和生物分析方法，可以灵敏、特异地检测出TEQs，适合于大量样品的筛选。〔10〕但这种方法只能得到一个PCDD/Fs总量（同样以TEQs表示），而不能了解样品中PCDD/Fs的具体组成。因此一般认为这类方法可以用作筛选和用于特定条件下的监督管理（如在最近的PCDD/Fs事件中用于检测进口食品）。在筛选出阳性样品后，有选择地用质谱方法检测。目前尚没有这一类试剂盒商品正式上市。世界卫生组织正在注视这类方法的开发进展，因为对于广大发展中国家来说，这类方法十分适用。

3结语

比利时二恶英污染事件之后，国际社会更加重视食品中二恶英的含量问题。食品中二恶英的检测技术再次引起世界的关注。HRGC-HRMS是目前唯一适用的选择方法，串联质谱方法有可能用于食品中二恶英的检测，以DNA重组技术建立的生物方法适合于大量样品的筛选检查。PCDD/Fs超痕量分析仍很复杂、困难，各实验室的分析能力及技术存在很大的差异。CAC正加紧制定食品中二恶英限量国际标准的步伐，各国在努力提高二恶英的检测水平，我国也需要尽快建立国际认可的检测技术。

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生物多样性的分析方法范文

【摘要】

本文介绍了环境中邻苯二甲酸酯类化合物分析方法的研究进展，对大气、水体、土壤、植物、食品和塑料产品中的邻苯二甲酸酯的样品的预处理方法和检测技术作了综述，并提出了检测中存在的问题和研究前景。

【关键词】邻苯二甲酸酯；样品前处理；气相色谱法；液相色谱法

Abstract：Theanalysismethodsofphthalateestersinenvironmentwerereviewed.Thepretreatmenttechnologyanddeterminationmethodsofdifferentsamplesinwater，soil，airandsoonwerecomparedinthispaper.Furthermore，theproblemsindeterminationandresearchprospectwerementionedinthispaper.

Keywords：phthalateesters；samplepretreatment；gaschromatography；highperformanceliquidchromatography

1前言

邻苯二甲酸酯(PhthalicAcidEsters，简称PAEs，别名酞酸酯)是一类重要的有机化合物质，常见的有邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)和邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)。PAEs主要用作塑料的增塑剂，增大产品的可塑性和提高产品的强度，也可用作农药载体，驱虫剂、化妆品、香味品、润滑剂和去泡剂的生产原料。近年来，随着工业生产和塑料制品的使用，邻苯二甲酸酯不断进入环境，普遍存在于土壤、底泥、水体、生物、空气及大气降尘物等环境样品中，成为环境中无所不在的污染物。

PAEs对人类的危害是多种多样的，比如致癌性、致畸性以及免疫抑制性，其中尤以造成人体生殖功能异常最为引人注目。他们在人体和动物体内，发挥着类似雌性激素的作用，干扰内分泌，使男子精液量和精子数量减少，精子运动能力低下，精子形态异常等，现已将其归为环境雌激素类物。

PAEs在环境样品中含量较低，并且基质复杂，所以分析测定困难。邻苯二甲酸酯的测定，通常采用气相色谱法(GC)或液相色谱法(HPLC)完成，分析测定的工作重点是环境样品的前处理。本文对近十年来报道的各种环境样品中邻苯二甲酸酯类化合物的样品前处理技术及检测技术作总结回顾，比较不同的样品预处理技术和检测方法。

2样品的采集和前处理

2.1大气

PAEs对大气的污染主要来源于喷涂涂料、塑料垃圾的焚烧和农用薄膜中增塑剂的挥发，其中，增塑剂对大气污染已引起人们重视。PAEs主要以气溶胶的形式存在于空气中，采集方法有液体吸收法和固体吸附法。甲醇、二氯甲烷和正己烷均有较好的吸收效果，但二氯甲烷比甲醇易挥发，在采样过程中容易损失，而甲醇吸收液可以直接进样，故常采用甲醇作吸收液［1］。常用的固体吸附剂有颗粒状吸附剂、纤维状滤料等。玻璃纤维滤膜能耐高温(400～500℃)，可通过加热去除滤膜上存在的有机杂质，减少对有机化合物采集和分析的干扰，并且通气阻力小，采样效率高，能简单地用有机溶剂浸泡的方法来提取采集在上面的被测物质，因此是采集固态和液态的气溶胶的最适材料［2］。固相吸附离子交换树脂如：XAD-2是最有效的采集半挥发性气态有机物的方法，因此在滤膜末端连接固相吸附离子交换树脂可以采集到大气中总的PAEs［3］。

大气颗粒物样品收集后，采用索氏提取或超声提取初步富集分离。由于索氏提取时间长，使用的溶剂量大，操作繁琐，大多数采用超声提取的方法。近年来，微波辅助萃取技术(MAE)受到大家关注。微波辅助萃取技术(MAE)是利用微波加热的特性对物质中的目标成分进行选择性萃取的方法。通过调节微波加热的参数，可有效加热目标成分，以利于目标化合物的萃取和分离。此方法可以同时萃取多种有机物，操作简便快速，成本低［4］。

由于大气基质复杂，在测定前必须对待测组分进行有效的预分离，最常用的预分离方法是双柱层析、微型硅胶柱层析法。王西奎，王筱梅等［5］分别用氧化铝和硅胶装填的双柱分离大气样品中邻苯二甲酸酯，建立了双柱层析预分离法。双柱法溶剂用量大、操作繁锁、易造成空白污染，精密度欠佳。由于层析柱柱效与填料粒径平方成反比，王西奎等［6］利用小粒径硅胶(10～40mm)作为层析柱填料，建立了大气中痕量邻苯二甲酸酯的微型硅胶柱层析预分离方法，得到较高的分离效率，并使前处理操作简便。

2.2水样品

地表水和地下水中的PAEs的来源主要通过两大途径：直接途径是含有该类化合物工业废水的排放，固体废弃物的堆放和雨水淋洗以及PVC塑料的缓慢释放；间接途径是该类化合物排入大气，通过干沉降或雨水淋洗而转入水环境中。PAEs在水中不易溶解，在水环境中浓度一般只有1O-9数量级，因此，监测水中这类物质必须经过预富集处理。目前，国内外对PAEs的预富集方法主要有液－液萃取(LLE)、固相柱萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、固相膜萃取(SME)、棒吸附萃取法(SBSE)等。

LLE是经典的富集方法［7］，它用有机溶剂从水样中一次或多次萃取有机物PAEs，浓缩、定容、分析。但该方法尚存在一些问题，需消耗大量的有机溶剂，并且费时，同时大量应用有机溶剂又导致新的环境污染或增加处理废水的操作和成本，而且由于分析痕量有机污染物要求使用高纯度溶剂，造成分析成本较高。现在已经逐渐被更加有效的、多功能的固相萃取技术所取代。

固相萃取法(SolidPhaseExtraction，SPE)采用高效、高选择性的固定相，利用吸附剂对大体积水样中的有机污染物加以富集，具有溶剂用量少、分析时间少，回收率高、易于自动化，还可用于SPE-GC-MSE、SPE-LC-MSE在线分析。林兴桃等［8］建立了以亲水-亲脂平衡的HLB(HydrophilicandLipophilicBalance)固相萃取柱萃取水中有机污染物的方法，确定固相萃取的优化条件为：洗脱剂组成为V(甲醇)：V(乙醚)=1∶19，洗脱速率为1.0ml/min。检出DEP、BB、DBP和DEHP4种邻苯二甲酸酯类环境激素。L.Brossa等［9］建立了利用聚苯乙烯-二乙烯基苯多聚体(Polystyrene-pinylBenzene，PSDVB)为固相萃取柱，在线SPE-GC-MS(固相萃取-气相色谱-质谱)联用检测水体中PAEs的新方法。

固相微萃取技术是在固相萃取的基础上发展起来的崭新的萃取分离技术，该装置类似进样器，利用暴露于样品的纤维涂层对目标化合物进行吸附，然后用一定的方式解吸，从而可对化合物进行分离分析。SPME集采样、萃取和富集于一体，其优点是：不需有机溶剂，样品需要量少，易于自动化；适用范围广，气体、固体和液体样品以及环境、生物和食物样品都可采用；可直接用于环境水样的采样。但缺点是价格比较昂贵，分析成本较高。王超英等［10］研究了固相微萃取(SPME)／高效液相色谱(HPLC)联用测定环境中痕量邻苯二甲酸酯的分析方法，比较了5种不同类型涂层对5种邻苯二甲酸酯的萃取效果，采用3因素3水平正交实验设计对SPME的条件如萃取时间，离子强度，解吸时间等进行了优化。PenalverA等［11］做了萃取头选择实验，比较了五种萃取头对水样中六种邻苯二甲酸酯的萃取情况，进行了SPME条件优化，确定65(mPDMS／DVB为邻苯二甲酸酯的最佳萃取头。

固相膜萃取是继固相柱萃取后发展起来的一种新的萃取技术。由于薄膜介质截面积大传质速率快，因而可以使用较大流量；膜状介质的吸附剂的粒径较小且分布均匀，会使表面积增大并能改善传质过程。因此它可以萃取较大体积的水样，并获得较高的富集倍数，能测到水中μg／L、ng／L级的污染物。戴树桂等［12］以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP）、邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)4种化合物为代表，以C18键合硅胶膜为介质，研究了环境水样中该类化合物固相膜萃取，并以实际水样为介质，比较了固相膜萃取与液-液萃取的富集效果。固相膜萃取富集水中PAEs化合物的效果与液-液萃取相同，但溶剂用量少得多，且省时省力，因此固相膜萃取优于液-液萃取。李碧芳［13］采用湿法制膜技术制备了聚二甲基硅氧烷／二乙烯基苯(PDMS／DVB)新型固相微萃取膜，以扫描电镜、红外光谱和热重分析等手段对自制膜的性能进行表征。考察了吸附条件、解吸条件的影响，并用于珠江水和湖水中邻苯二甲酸酯类化合物的分离富集，回收率79.6%～112.4％，RSD12.5%～23.8％。与固相微萃取纤维相比，固相微萃取膜制作成本低、使用方便、吸附容量大，是一种有发展前景的样品前处理新技术。

SBSE是用涂渍聚二甲基硅氧烷(PDMS)的搅拌棒对水样进行预处理，脱附进样。脱附方式有热脱附装置及用程序升温进样技术(PTV)。由于搅拌棒上的PDMS较SPME上的含量高，因此具有更高的回收率和灵敏度。Pefialver等建立了SBSE和大体积进样GC-MS测定水样中环境激素的方法，分析灵敏度高，对PAEs的检出限可达10ng／L。

2.3土壤、生物样品、食品及其包装材料

PAEs进入自然环境，经淋溶、挥发和沉降等过程，在土壤、水体和大气等环境介质中迁移、转化，并在土壤、沉积物中累积，并且可以进入生物体，在生物体内蓄积，造成极大的危害。在食品包装方面，PAEs作为软质塑料的增塑剂应用特别多，各种塑料盒，塑料袋都含有PAEs。PAEs与塑料基质之间没有形成化学共价键，因而在接触到包装食品中所含的水、油脂等时，便会溶出，污染食品。

土壤、生物样品、食品及其包装材料样品的前处理技术与大气样品差不多，通常采用索氏提取或超声提取等方法初步富集分离后，再用硅胶-氧化铝双柱层析或微型硅胶柱层析进行预分离。曾锋等［14］建立了硅胶-氧化铝层析柱净化分离，GC-MS、GC-FID定性定量分析沉积物样品邻苯二甲酸酯类有机污染物的方法。

3测定方法

目前，PAEs分析检测方法主要有气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)、红外光谱法(IR)和薄层色谱法(TLC)，其中应用最为普遍的是带有质谱检测器(MSD)的气相色谱法。随着高效液相色谱仪和液-质联用仪的推广使用，对HPLC和LC-MS的研究也越来越多。

3.1气相色谱法(GC)

GC法主要用DPX-35型毛细管柱或DB-17HT熔融石英毛细管柱分离PAEs化合物，对大多数化合物有较好的分离，能够满足分析的要求，但对于碳原子数较多的异构体化合物(如邻苯二甲酸二异壬酯DINP、二异癸酯DIDP等)分离效果较差，峰形重叠，检出限较高，影响了准确的定性和定量。

气相色谱仪的检测器应用最为普遍的是质谱检测器(MSD)，质谱仪则具有灵敏度高、定性能力强的特点，尤其是采用选择离子方式(SIM)更是提高了灵敏度，降低了检出限［15］。曾凡刚等［16］用GC-MS对邻苯二甲酸酯类进行定性、定量分析，检出限1.0pg～10pg。除质谱外气相色谱的检测器还有带有火焰离子化检测器(FID)、电子捕获(ECD)。对于一些极性化合物，如直接用GC和GC-MS分析，很容易出现脱尾峰，检测的重复性和灵敏性都较差，因此在进行GC和GC-MS分析前，需进行衍生化步骤，以提高分析的敏感性和选择性。周益奇［17］利用壬基酚与N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)之的衍生化反应。发展了气相色谱-质谱同时测定水中壬基酚和邻苯二甲酸酯类化合物的方法，能够准确测定11种壬基酚同分异构体及4种邻苯二甲酸酯。回收率达到78.9％±24.5％；具有较高的灵敏度。方法检出限达到（1.9～5.5)×10－4μg／L。

3.2液相色谱法(LC)

近年来，液相色谱和液相色谱-质谱方法也逐渐得到应用和发展。HPIC-UV法多采用C8或C18色谱柱，以甲醇-水或乙腈-水作为流动相进行反相梯度洗脱；电喷雾离子化LC-MS技术在PAEs的测定中可通过特征离子对C6-C10异构体混合物进行定量，解决了GC-MS法分离异构体混合物时出现的分辨率较低，异构体基团间保留时间重叠的问题。孙震［18］采用液相-电喷雾质谱(HPLC-ESIMS)法对聚氯乙烯玩具中的六种邻苯二甲酸酯类增塑剂(DEHP、DNOP、BBP、DBP、DINP和DIDP)进行了测定，能较准确地测定PVC中DINP和DIDP。对于一些极性化合物的检测，液相色谱可以直接测定，不需经过衍生化的过程，这样就使得样品的预处理更加简单。

3.3傅立叶变换红外光谱法-ATR技术

王成云［19］利用傅立叶变换红外光谱法-ATR技术测定样品的红外光谱，采用偏最小二乘法对所测红外光谱进行分析，建立了一种无损快速分析方法，定量地测定聚氯乙烯塑料中多种邻苯二甲酸酯类增塑剂的含量。该方法测量精密度的变异系数小于6％，测量准确度的变异系数小于3％。该方法不受基体的干扰，简单快速，适合于流水线的质量控制，但采用红外光谱法来定量测定DINP和DIDP的含量时，测定的是DINP中各同分异构体的总和。

4存在问题及研究前景

环境样品中PAEs的分析测定主要存在三个方面的问题。①PAEs存在的广泛性使得测定的基质复杂多样，为样品的前处理带来一定的困难，因此样品前处理过程仍然是分析PAEs的“瓶颈”步骤。建立高通量的样品预处理技术和在线同时处理、分离和检测的方法，将是分析和检测中预处理方法发展的一个趋势。②碳原子数较多地异构体混合物的分离检测仍然是PAEs分析的难点，目前对于高分子量的异构体混合物分析涉及的还很少(如DINP，DIDP)，为了将多种结构相近的有机化合物及异构体分别测定，传统的低分辨色谱(GC、LC)、色质联用技术(GC-MS、LC-MS)等已不能满足具有多种异构体化合物监测的需要，因此高分辨色谱-高分辨质谱(HRGCPLC-HRMS)是未来发展的一个趋势，而多级质谱(MS-MS)联用仪能达到更高的灵敏度，且其选择性也非常好，因此色谱与高分辨质谱及多级MS-MS联用技术将是未来监测和分析环境中PAEs最有力的手段之一。③多组分同时与在线分析可以大大降低检验投入，同时可以大幅度增加对PAEs的监控能力，因此是未来的发展的重要方向。

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生物多样性的分析方法范文

关键词：现代仪器分析；环境无机分析；化学分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.199

1前言

随着科学技术的进一步发展，如今在很多方面上现代仪器分析要优于传统的分析方法及仪器，因而能够更好地应用于更加复杂的环境无机分析中。相关人员应该要对现代仪器作用及意义进行充分认识，并在其中投入更多的关注，积极地探索环境无机分析化学中的应用效果，以促进现代仪器分析作用。

2环境分析

（1）样品组分复杂。人类在生产生活的过程中会对环境造成一定程度的污染，具有种类繁多且排放量大的污染物，从而使得在环境中多大十几种甚至上百种的污染化合物，进而也在一定程度上增加了环境介质组成成分的复杂性。比如水，由于一些因素的影响也会导致其出现固态、液态、气态三种完全不同的形态。

（2）样品组分缺乏稳定性。一般来说，物理、生物以及化学性质等多个方面因素均会在一定程度上影响并作用于环境污染物所具有的稳定性。但能够对环境污染物造成直接且最大的影响因素在于样本的本身，主要原因在于样本本身所具备的复杂特点与污染物之间会发生一系列的反应。并且，其他因素也会在一定程度上影响或改变污染物的性质，如环境介质便会对污染物造成影响及变化，甚至还会导致迁移变化的发生。除此之外，勿污染物在收集、贮存及分离的过程中，试剂或者其他因素均会对样品组分构成造成一定程度上影响及作用。因此，实验者在对环境分析的过程中y以保障样品的稳定性。

（3）种类繁多。在实际分析的过程中会遇到复杂多样的样品种类，其种类的复杂与繁多性使得难以归纳污染物的来源。在分析检验的过程汇总具有形形的样品，且这些样品大多是紧密联系着与人们生活及日常有着极其密切关系的空气、水以及土壤等。根据相关的研究资料表明，如今空气污染源已经被检测出的类型高达三百多种，且多氯联苯也对环境问题造成很大的影响。

（4）含量较低。一般来说，在对污染物样品进行检测的过程中普遍存在较低的组分含量，在这个情况下，由于这个特点的存在从而便导致检测组的样品含量不高，进而影响检测组分的找到，也难以发现出检测组分，最终为了提高检测水平就不得不进一步提高检测方法以及检测相关仪器的要求。只有这样，才能够显著地提高仪器的精准性，才从而保证得到一个科学合理的化学检测结果。

3现代仪器分析方法

（1）色谱分析法。色谱分析方法在现代仪器各种分析方法中属于一种非常常见的检测方式，此种检测方法在实际应用的过程中主要是借助将样品展开分离工作的前提下，再进一步开展更加细致的分析工作。色谱分析法在实际应用的过程中其主要的作用原理在于借助污染物中的不同成分所具有的不相容特点，然后在此基础上利用不同成分所具备的不同吸附效果及分配系数等，对混合物进行分离工作后再对其进行准确地测量及分析。此种检测方法能够在一定时间内，针对所要检测的样品开展定性及定量分析工作。鉴于此，色谱分析检测方法在环境无机化学分析中得到了被较为广泛的利用以及推广。

（2）原子荧光法。一般来说，现代仪器分析方法中最为常用的方法主要包括原子荧光法，而源自荧光法主要由三种类型构成，包括石墨炉原子吸收、氢化物原子吸收以及火焰原子吸收三种类型。在化学分析的过程中利用源自荧光法能够较为精准且科学的对检测与分析水里的金属元素。原子荧光法目前已经被广泛地应用于环境分析中，对于水中的八种元素，通过原子荧光仪器也能实现对其的有效检测，此种检测方法在对容易转变为氯化物元素时，具有干扰机体程度低。灵敏且准确的特点。除此之外，相关研究资料表明，对光绪皇帝的死因分析的过程中，借助中子活化分析技术以及X-射线荧光光谱等技术方式对其遗体的相关部分的分析检测工作，得出其死因是由于As中毒而导致。

（3）质谱法及联用技术。目前在实际检测的过程中所采用的质谱法，其主要的作用原理便是将获取到的样本放置在离子源里，然后再通过电离的方式来获得带电离子，在此基础上再通过使离子高速运转的方式来穿过磁场，离子便会根据不同的质荷比而相应地产生出分离现象。质谱便由此构成，在实际分析与研究的过程中再结合最终形成的质谱线所处的位置及强度开展相关工作。根据相关的研究资料与实际工作状况来看，质谱法在分析与检测的过程中能够针对自然环境中的土壤、空气以及有机生物等各种物质，来开展相关的分析及测量工作，从而便能够获得科学可靠的检测结果。因此，在环境无机化学分析过程中，质谱法及联用技术得到了广泛地应用及推广。

4结束语

综上所述，随着技术的发展以及环境的恶化，传统的检测仪器及方法从目前环境坚持标准角度而言已经不能满足当前要求，大部分检测分析工作为了能够得到更好的开展还是需要依靠现代仪器的辅助。结合现今的发展水平来看，传统分析方法已经很难满足现代环境无机化学分析的需求，而现代仪器分析的方法应用已经成为了必然的趋势，且连续自动化的方式也逐渐的取代过去的手动方式。除此之外，自动化现代仪器设备在现阶段的环境分析过程中得到非常广泛的应用，并且还处于不断的推广中。

参考文献：

[1]张莉，郝敬宇.环境无机分析化学中关于现代仪器分析的应用与展望[J].价值工程，2014（35）：291-292.

[2]李赞忠，乔子荣.现代仪器分析及其发展趋势[J].内蒙古石油化工，2011，37（21）：1-4.

[3]马晓丽，勉强辉，孟磊等.现代仪器分析实验课程的教学改革与探索[J].科教文汇，2012（01）：64-64，84.

生物多样性的分析方法范文篇12

现有主要重金属含量检测支撑技术

目前重金属的定量分析和检测方法主要有光谱法、电化学方法以及新型检测技术等。光谱法是比较传统的方法，主要有原子吸收法（AAS）、原子荧光法（AFS）、电感耦合等离子体法（ICP）、X荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）、紫外可见分光光度法（UV）等。日本和欧盟国家部分采用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）进行标准检测，但对国内用户而言，仪器成本过高，很难推广。也有部分采用X荧光光谱（XRF）分析，优点是无损检测，可直接分析成品，但检测精度和重复性不好。电化学检测方法是目前比较流行的检测方法，包括极谱法、电位分析法、伏安法等，检测速度较快，精度较高，但在其他离子的抗干扰测量方面有待提高。另外，一些比较新的检测技术，如酶抑制法、免疫分析法、生物传感器法和太赫兹光谱法等，相关学者也展开了探索研究。在《中国土壤环境质量标准》(GB15618-1995)[16]中，国家规定了用于土壤重金属含量检测的标准方法，如表1内容所示，该方法主要是采用强酸消解后，运用光谱法进行重金属含量的定性定量检测。光谱法是比较传统的检测方法，它能以较高灵敏度对样品中的重金属离子含量进行有效分析，但大多需要大型仪器设备，分析方法成本高。样品前处理过程中需要经过消解，操作复杂，分析时间长，很难用于土壤重金属的现场快速检测。光谱法较为成熟，这里只对其原理及优、缺点做简单介绍。原子吸收光谱法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)是基于气态的基态原子外层电子对紫外光、可见光范围的对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法[17-18]。具有检出限低（可达μg/cm–3级）、准确度高（相对误差小于1%），选择性好、分析速度快、应用范围广等优点。缺点主要表现在，不能多元素同时分析，测定元素不同时必须更换光源灯。而且标准工作曲线的线性范围较窄，在低含量样品测定任务中，测量精度下降。如何进一步提高检测灵敏度和降低干扰，是今后原子吸收光谱分析工作者研究的重要课题。3.1.2原子发射光谱法原子发射光谱法(AtomicEmissionSpectrometry，AES)是依据各种元素的原子或离子在热激发或电激发下，发射特征的电磁辐射，而进行元素的定性与定量分析的方法[19-20]。由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发作用下，样品中每种元素都发射自己的特征光谱，根据特征光谱的谱线强度进行定量分析。优点是分析速度快、选择性好，可同时检测一个样品中的多种元素。缺点是成套仪器设备昂贵，被测元素含量较大时，准确度较差。在经典分析中，影响谱线强度的因素较多，尤其是试样组分的影响较为显著，所以对标准参比的组分要求较高。3.1.3电感藕合等离子体-原子发射法电感藕合等离子体光源(InductivelyCoupledPlasma,ICP)可以产生稳定的光源，是目前应用最为广泛的AES光源之一[21-23]。相较于其他方法，ICP-AES分析速度快，干扰低，可同时读出多种元素的特征光谱并进行定性、定量分析。该方法的缺点是设备较为昂贵，操作费用也高。原子荧光光谱法(AtomicFluorescenceSpectrometry,AFS)[24-26]是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术。原子蒸汽吸收一定波长的光辐射后被激发，随之发射出一定波长的光辐射，即为原子荧光，在一定的试验条件下，荧光辐射强度与分析物的原子浓度成正比，根据荧光波长分布可进行定性分析。此方法具有较高的灵敏度，校正曲线线性范围宽，能进行多元素的同时测定。但许多物质，包括金属在内，本身不会产生荧光，需要加入某种试剂才能达到荧光分析的目的，所以其应用范围不够广泛。质谱法(MassSpectrometry,MS)是用电场和磁场将运动的离子按质荷比分离后进行检测的方法。测出离子准确质量即可确定离子的化合物组成[27-28]。二十世纪八十年代痕量元素及同位素分析的一项重要进展就是等离子体质谱法(ICP-MS)的应用。ICP-MS检测限低，分析精度高，速度快，干扰少，可同时测定多种元素并获得精确的同位素信息。但仪器造价高，预处理过程繁琐，仪器自动化实现比较困难。紫外可见分光光度法(Ultravioletandvisiblespectrophotometer,UV)检测原理是：显色剂通常为有机化合物，通过特殊化学键，与重金属发生络合反应，生成有色分子团，溶液颜色深浅与浓度成正比[29-30]。在特定波长下，通过比色检测。大多数有机显色剂本身为有色化合物，与金属离子反应生成的化合物一般是稳定的螯合物。分光光度分析有两种，一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定；另一种是生成有色化合物，即“显色”，然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见光区有吸收，但因一般强度较弱，所以直接用于定量分析的较少。加入显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定，这是目前应用最广泛的测试手段。该方法具有较好的重金属检测应用前景。X射线荧光光谱法(X-rayfluorescencespectrometry,XRF)是利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性、定量测定组成成分的方法[31]。具有分析速度快、样品前处理简单、可分析元素种类广、光谱干扰少，样品测定时的非破坏性等特点。它可用于常量元素和微量元素的测定，其检出限可达10-6数量级。多通道分析设备可在几分钟之内同时测出20多种元素的含量。但X射线的使用会给操作者和样品带来电离辐射危险。激光诱导击穿光谱技术(LaserInducedBreakdownSpectroscopy,LIBS)是利用高功率脉冲激光聚焦到待测样表面激发等离子体，通过直接观察等离子体中的原子或离子光谱来实现对样品中元素的分析[32-33]。与目前常见的X-ray，AAS、ICP-AES等检测手段相比，其优势在于无须对样品预先处理，可对多种成分并行快速分析，实现对微量污染物无接触在线探测，是一种具有良好发展前景的元素分析技术。电化学分析法是基于物质在溶液中和电极上的电化学性质建立起来的分析方法。电化学分析的测量信号是电量、电位、电流、电导等电信号，不需信号转化就能直接记录。其仪器装置比光分析、核化分析仪器装置小而且简单，便于连续分析，易于实现自动化。电化学方法应用于水环境重金属污染分析目前已有相关报道[34]，但将其应用在土壤重金属快速检测中还面临着很多关键问题需要解决。从1976年电化学溶出分析法开始用于环境、临床样品的痕量检测，具有较好的灵敏度[35]；Baumbach[36]于1981年将丝网印刷技术应用于电化学传感器的制作过程；JosephWang[37]于1992年采用汞膜修饰丝网印刷电极，在水环境中对重金属离子进行检测；由于汞本身就是一种危害很大的重金属成分，R.O.Kadara[38]在2005年提出采用氧化铋修饰丝网印刷电极进行重金属离子的检测；浙江大学平剑锋等[39]利用铋膜制作丝网印刷电极进行了水中的铅和镉检测研究，取得了较好的检测结果。电化学分析法在进行土壤重金属离子检测方面具有一定的应用研究潜力，但是土壤体系复杂，检测时采用普通浆料的电极极易受到诸如表面活性剂、有机物、大分子颗粒等污染物的影响，灵敏度高、抗干扰能力强的电化学传感器有待于进一步研发。

近年来，一些结合生物学的检测方法也被应用于重金属的检测研究中，这些新的检测方法还在深入研究中。其工作原理是金属离子与固定在电极材料上的特异性蛋白结合后，使蛋白构象发生变化，通过灵敏的电容信号传感器定量检测这种变化。近年来，人们不断开发多种生物传感器用于测定水溶液中的毒性化合物（包括重金属络合物），如特异性蛋白生物传感器[40]等。生物传感器寿命主要取决于生物活性，受环境、时间限制较大，一般寿命很短，制约了其应用和发展。酶抑制法是重金属离子与形成酶活性中心的甲琉基或琉基结合后，改变其结构、性质，引起酶的活力下降，从而使显色剂的颜色、电导率和吸光度等发生变化，然后借助光电信号放大、显示，建立重金属浓度与酶系统变化对应数学关系。该方法可用于环境、食品、水和蔬菜中重金属的定性检测。柳畅先等[41-42]通过镉离子对醇脱氢酶的抑制作用检测Cd2＋，检出限为2.00μg/L，可应用于蔬菜中Cd2＋的分析，进行了这方面的初步探索。酶抑制法具有方便、快速、经济等优点，可用于现场快速检测，但是它的灵敏度和准确性低于传统检测技术。免疫分析法是一种具有高度特异性和灵敏度的分析方法，用免疫分析法对重金属离子进行分析，首先必须进行两方面的工作：第一是选用合适的络合物与金属离子结合，使其获得一定空间结构，从而产生反应原性；第二是将结合了金属离子的化合物连接到载体蛋白上，产生免疫原性，其中与金属离子结合的化合物的选择是能否制备出特异性抗体的关键。Johnson[43]和Darwish[44]应用该方法实现了对Cd2+离子的有效检测。筛选特异性好的新型螯合剂、单克隆抗体将是今后的发展方向。免疫分析法检测速度快、灵敏度高、选择性强，在重金属快速检测方面有一定的研究前景。太赫兹光谱是近年来发展起来的一种国际前沿科技，它可用来探测分子间或分子内部介于氢键和微弱的内部相互作用（范德华力等）之间的激励带来的振动引起的能量吸收特性，对重金属络合物的分子振动特性有一定的探测作用。本文作者于2010年在美国俄克拉荷马州立大学公派留学期间，开展了太赫兹光谱技术用于土壤重金属污染检测问题的初步研究，通过设计大量的实验，获取数据进行建模分析，初步探索到土壤样品主要重金属含量与对应的太赫兹吸收谱之间存在一定的对应关系，得出利用太赫兹光谱技术进行土壤主要重金属含量检测具有可行性的结论，目前正在进一步研究中[45-46]。

农产品产地土壤重金属污染检测主要问题分析及结论