层析
层析技术
一、简介
1、层析法也称色谱法，是1906年俄国植物学家Michael Tswett发现并命名的。他将植物叶子的色素通过装填有吸附剂的柱子，各种色素以不同的速率流动后形成不同的色带而被分开，由此得名为“色谱法”（Chromatography) 。后来无色物质也可利用吸附柱层析分离。
2、层析法是目前广泛应用的一种分离技术，是分离各种生物大分子的主要手段之一，是利用不同物质理化性质的差异而建立起来的技术。
3、40年代：两位英国科学家Martin和Synge发明了分配色谱（层析），他们首先提出了色谱塔板理论，获得了1952年的诺贝尔化学奖。由此，层析技术成为分离生化物质的关键技术。
4、按照不同的标准层析法有不同的分类。根据层析峰的位置及峰高或峰面积,可以定性及定量。层析法与光学、电学或电化学仪器连用，可检测出层析后各组份的浓度或质量，同时绘出层析图。层析仪与电子计算机联用，可使操作及数据处理自动化，大大缩短分析时间。
5、由于层析法具有分辨率高、灵敏度高、选择性好、速度快等特点，因此适用于杂质多、含量少的复杂样品分析，尤其适用于生物样品的分离分析。近年来，已成为生物化学及分子生物学常用的分析方法。在医药卫生、环境化学、高分子材料、石油化工等方面也得到了广泛的应用。
6、在层析法实验技术有凝胶层析法、离子交换层析法、高效液相层析法、亲和层析法、聚焦层析法等
二、原理及概念
层析技术是一类物理分离方法,根据待分离混合物中各组分物理化学性质的差别,使各组分以不同程度分布在固定相和流动相两相中,由于各组分随流动相前进的速度不同,从而得到有效分离。
例如：我们利用物质在溶解度、吸附能力、立体化学特性及分子的大小、带电情况及离子交换、亲和力的大小及特异的生物学反应等方面的差异，使其在流动相与固定相之间的分配系数（或称分配常数）不同，达到彼此分离的目的。
层析系统都由两个相组成：一是固定相，它或者是固体物质或者是固定于固体物质上的成分；另一是流动相，即可以流动的物质，当待分离的混合物通过固定相时，由于各组份的理化性质存在差异，与两相发生相互作用（吸附、溶解、结合等）的能力不同，在两相中的分配（含量对比）不同，与固定相相互作用力越弱的组份，随流动相移动时受到的阻滞作用小，向前移动的速度快。反之，与固定相相互作用越强的组份，向前移动速度越慢。分部收集流出液，可得到样品中所含的各单一组份，从而达到将各组份分离的目的。
固定相：固定相是层析的一个基质。它可以是固体物质（如吸附剂，凝胶，离子交换剂等），也可以是液体物质（如固定在硅胶或纤维素上的溶液），这些基质能与待分离的化合物进行可逆的吸附，溶解，交换等作用。
流动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体等，都称为流动相。柱层析中一般称为洗脱剂，薄层层析时称为展层剂。
分配系数是指在一定的条件下（如温度、压力），某种组分在固定相和流动相中含量（浓度）的比值，分配系数是层析中分离纯化物质的主要依据，常用K来表示
Cs: 溶质在固定相中的浓度，Cm:溶质在流动相中的浓度
K值大表示其溶质在固定相中浓度大，在洗脱过程中溶质出现较晚
K值小表示某溶质在流动相中浓度大，故在洗脱液中出现较早有相似的K值，则表明两组分层析峰会发生重叠，分离效果差
m
s
c
c
K
分配系数主要与下列因素有关：①被分离物质本身的性质
②固定相和流动相的性质③层析柱的温度。
不同的层析机理，其K 值函义不同:
吸附层析中K 值表示吸附平衡常数
分配层析中K 值表示分配系数
离子交换层析中K 表示交换常数
亲和层析中K 表示亲和常数。
迁移率（ Rf 或比移值）是指：在一定条件下，在相同的时间内某一组分在固定相移动的距
离与流动相本身移动的距离之比值 。常用Rf 来表示
实验中我们还常用相对迁移率的概念。相对迁移率是指：在一定条件下，在相同时间内，某
一组分在固定相中移动的距离与某一标准物质在固定相中移动的距离之比 值。常用Rx 来
表示
K 值大，就表明该组分与固定相结合力大，迁移率小；
反之则结合力小，迁移率大
K 增加，Rf 减少；反之，会减少，Rf 增加
不同物质的分配系数或迁移率是不同的。分配系数或迁移率的差异程度是决定几种物质采用
层析方法能否分 离的先决条件。其差异越大，分离效果越理想。
操作容量：在特定条件下，某种成分与基质反应达到平衡时，存在于基质上的饱和容量。每
克（或毫升）基质结合某种成分的毫摩尔数（或毫克数）。
数值大，结合力强。
膨胀度（Vβ)： 在一定溶液中，单位重量的基质充分溶胀后所占有的体积；即每克溶胀基
质所具有的床体积。
床体积（Vt)
三、分类1、按两相所处状态分类
2、按层析原理分类
3、按操作形式不同分类
名称 分离原理 吸附层析法 组份在吸附剂表面吸附固定相是固体吸附剂，各能力不同
分配层析法 各组份在流动相和静止液相（固相）中的分配系数不同 离子交换层析法
固定相是离子交换剂，各组份与离子交换剂亲和力不同 凝胶层析法 固定相是多孔凝胶，各组份的分子大小不同，因而在凝胶上受阻滞的程度 亲和层析法 固定相只能与一种待分离组份专一结合，以此和无亲和力的其它组份分离
名称 操作形式
柱层析法 固定相装于柱内，使样品沿着一个方向前移而达分离 薄层层析法 将适当粘度的固定相均匀涂铺在薄板上，点样后用流动
相展开，使各组份分离 纸层析法
用滤纸作液体的载体，点样后用流动相展开，使各组份分离 薄膜层析法 将适当的高分子有机吸附剂制成薄膜，以类似纸层析方
法进行物质的分离
凝胶层析
凝胶排阻层析（gel exclusion chromatography）
分子筛层析（molecular sieve chromatography）
凝胶过滤（gel filtration）
凝胶渗透层析
凝胶是一种具有多孔、网状结构的分子筛。利用这种凝胶分子筛对大小、形状不同的分子进行层析分离，称凝胶层析。
凝胶层析法适用于分离和提纯蛋白质、酶、多肽、激素、多糖、核酸类等物质。分子大小彼此相差25%的样品，只要通过单一凝胶床就可以完全将它们分开。利用凝胶的分子筛特性，可对这些物质的溶液进行脱盐、浓缩、去热源和脱色。
凝胶层析的优点
凝胶层析具有设备简单、操作方便、分离迅速及不影响分子生物学活性等优点。
一、凝胶的种类和性质
葡聚糖凝胶（dextran）
聚丙烯酰胺凝胶（polyacrylamide）
琼脂糖凝胶（agarose）
Sephacryl
Superdex
聚苯乙烯凝胶
1. 葡聚糖凝胶
葡聚糖凝胶（Sephadex）是指由葡聚糖与其它交联剂交联而成的凝胶。具有良好的化学稳定性，是目前生化产品制备中最常用的凝胶。
G类葡聚糖凝胶（Sephadex-G）的最基本骨架是葡聚糖，它是一种以右旋葡萄糖为残基的多糖，分子间主要是α-1,6-糖苷键（约占95%），分枝为l，3-糖苷键（约占5%），以1-氯-2，3-环氧丙烷（见下式）
为交联剂将链壮结构连接为三维空间的网状结构的高分子化合物,交联度由环氧氯丙烷的百分比控制
葡聚糖凝胶网孔大小可通过调节交联剂和葡聚糖的配比及反应条件来控制。交联度越大，网孔越小，吸水膨胀就越小。交联度越小，网孔越大，吸水膨胀就越大。
G类葡聚糖凝胶常用G-X代表，X数字既代表交联度，也代表持水量（吸水率）乘以10（单位是mL/g干胶）,如G-25表示1g干胶持水2.5mL，吸水率是2.5mL/g干胶；G-100表示1g 干胶持水10mL，依次类推。X数字越小，交联度越大，网孔越小，适用于分离低分子质量生化产品。X数字越大，交联度越小，网孔越大，适用于分离高分子生化产品。
聚丙烯酰胺凝胶也是一种人工合成凝胶，其商品名为生物凝胶P（Bio-gel-P），和交联葡聚糖一样，为颗粒状干粉，在溶剂中能自动吸水溶胀成凝胶。其由单体丙烯酰胺
和交联剂甲叉双丙烯酰胺
通过自由基引发聚会形成聚丙烯酰胺凝胶。
只要控制单体用量和交联剂的比例，就能得到不同型号的凝胶
琼脂糖凝胶（agarose gel）可以分离葡聚糖凝胶和生物胶所不能分离的大分子，使凝胶层析的分离区间扩大到大分子和病毒颗粒，其最大范围可达相对分子质量108，其结构是由β-D-吡喃半乳糖和3，6脱水-L-吡喃半乳糖相结合的链状多糖。它既具有琼脂凝胶相同的分离区间，又没有吸附作用。但其稳定性远不如葡聚糖凝胶和生物胶P，强酸强碱能引起结构破坏。最好使用条件控制在pH 4～9之间，温度0～40℃。
对样品的吸附作用很小
琼脂糖凝胶的机械强度和孔穴的稳定性都很好，
在高盐浓度下，柱床体积一般不会发生明显变化，使用琼脂糖凝胶时洗脱速度可以比较快排阻极限很大，分离范围很广，适合于分离大分子物质，但分辨率较低
琼脂糖凝胶不耐高温，使用温度以0－30°C为宜
二、凝胶层析的基本原理
凝胶层析是依据分子大小这一物理性质进行分离纯化的
凝胶层析的固定相是惰性的珠状凝胶颗粒，凝胶颗粒的内部具有立体网状结构，形成很多孔穴。
当含有不同分子大小的组分的样品进入凝胶层析柱后，各个组分就向固定相的孔穴内扩散，组分的扩散程度取决于孔穴的大小和组分分子大小。
外水体积是指凝胶柱中凝胶颗粒周围空间的体积，也就是凝胶颗粒间液体流动相的体积Vo
内水体积是指凝胶颗粒中孔穴的体积，凝胶层析中固定相体积就是指内水体积Vi
基质体积是指凝胶颗粒实际骨架体积Vg
柱床体积就是指凝胶柱所能容纳的总体积Vt
洗脱体积是指将样品中某一组分洗脱下来所需洗脱液的体积。洗脱体积为Ve，Ve一般是介于Vo 和Vt之间的。
对某物质在凝胶柱内洗脱体积Ve、V o和Vi之间的关系可用下式表示：Ve＝V o＋Kd.Vi
可改写为：（Ve-Vo）
Kd = －－－－
Vi
当Kd＝0时，Ve=V o，说明这种溶质相对分子质量大，完全不能进入凝胶颗粒微孔内，被排阻于凝胶颗粒之外而最先洗脱下来；
当Kd＝1时，即Ve小分子＝V o＋Vi= Vt ，说明这种溶质的相对分子质量小，完全向凝胶颗粒内扩散，在洗脱过程中将最后流出柱外。
当0＜Kd＜l时，意味着溶质分子只有部分向凝胶颗粒内扩散，Kd愈大，进入凝胶颗粒内的程度愈大,分子量介于二者之间的分子，它们的洗脱体积也介于二者之间。
对于凝胶层析，分配系数实质上表示某个组分在内水体积和在外水体积中的浓度分配关系。在凝胶层析中，分配系数通常表示为：Kav=(Ve-V0)/(Vt-V0)
于某一型号的凝胶，在一定的分子量范围内，各个组分的Kav与其分子量的对数成线性关系：Kav＝－blg MW＋c
排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子量。
排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量，大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离
例如Sephadex G-50的排阻极限为30,000，它表示分子量大于30,000的分子都将直接从凝胶颗粒之外被洗脱出来。
吸水率和床体积
吸水率是指1g干的凝胶吸收水的体积或者重量，但它不包括颗粒间吸附的水份
床体积是指1g干的凝胶吸水后的最终体积。
凝胶颗粒的大小通常以目数（mesh）或者颗粒直径（mm）来表示
柱子的分辨率和流速都与凝胶颗粒大小有关
颗粒大，流速快，但分离效果差；颗粒小，分离效果较好，但流速慢
一般比较常用的是100－200目
三、凝胶的选择、处理和保存
1. 凝胶的选择
选择适宜的凝胶是取得良好分离效果的最根本的保证。选取何种凝胶及其型号、粒度，一方面要考虑凝胶的性质，包括凝胶的分离范围（渗入限与排阻限）还有它的理化稳定性、强度、非特异吸附性质等；另一方面还要注意到分离目的和样品的性质。
对生物样品来说，经常遇到的是两种分离形式。
一种是只将分子量极为悬殊的两类物质分开，如蛋白样品的脱盐或蛋白、核酸溶液去除小分子杂质以及一些注射剂去除大分子热源物质等等，称作类分离或组分离。
另一类则是要将分子量相差不很大的大分子物质加以分离，如分离血清球蛋白与白蛋白，这叫做分级分离。后者对实验条件和操作要求都比较高
组分离时要选择能将大分子完全排阻而小分子完全渗透的凝胶，这样分离效果好。一般常用排阻极限较小的凝胶类型
例如从蛋白质溶液中除去无机盐。我们知道，蛋白质的分子量都大于5000D，而无机盐的分子量一般在几十到几百之间。所以常选用Sephadex G-25凝胶作为分离固定相，因为它的分离范围是1000～5000D。
对于分子量小于5000D的肽类进行脱盐操作则常选用Sephadex G-15凝胶。
分级分离时则要根据样品组分的具体情况来选择凝胶的类型，凝胶的分离范围一方面应包括所要的各个组分的分子量，另一方面要合适，不能过大
选择凝胶型号时必须使各种物质的Kd值尽可能相差大一些。Kd不要都接近于0或1。如果样品中含有3个组分的话，最好一个接近全排阻，另一个接近全渗入，第三个为部分渗入。分子量如与渗入限比较靠近，该组分分子在凝胶颗粒中运动所受的约束很小，不易与低分子组分分开。如分子量与排阻限比较靠近则不易与高分子组分分开。
凝胶使用前要首先要进行处理。选择好凝胶的类型后，首先要根据选择的层析柱估算出凝胶的用量
干胶用量（g）＝柱床体积（ml）/ 凝胶的床体积（ml / g）
由于凝胶处理过程以及实验过程可能有一定损失，所以一般凝胶用量在计算的基础上再增加10％－20％。
葡聚糖凝胶和生物胶多以干粉形式保存，使用前需用水或洗脱缓冲液充分溶账。较快的做法是将干胶往水里加，边加边搅，以防凝胶结块，然后放到沸水浴中加热接近100℃，几个小时就可以使其溶胀，还可起到除去颗粒内部气泡和杀菌作用。但应注意尽量避免在酸或碱中加热，以免凝胶被破坏
琼脂糖凝胶和有些市售凝胶是水悬浮的状态，所以不需膨化处理
膨化处理后，要对凝胶进行纯化和排除气泡
纯化可以反复漂洗，倾泻去除表面的杂质和不均一的细小凝胶颗粒。
排除凝胶中的气泡是很重要的，否则会影响分离效果，可以通过抽气或加热煮沸的方法排除气泡。
1. 层析柱的选择
层析柱大小主要是根据样品量的多少以及对分辨率的要求来进行选择。
层析柱的长度对分辨率影响较大，长的层析柱分辨率要比短的高。（P102,图6-5）
层析柱长度不能过长，否则会引起柱子不均一、流速过慢等。
凝胶柱的鉴定
新柱装好后，要用洗脱缓冲液平衡，一般用3～5倍体积的缓冲液在恒压下流过柱床。
新装好的柱要检验其均匀性－可用带色的高分子物质如蓝色葡聚糖-2000配成2mg/mL的溶液过柱，观察色带是否均匀下降。也可以对光检查，看其是否均匀或有无气泡存在。
洗脱液的选择
在凝胶层析中流动相只是起运载工具的作用，一般不依赖于流动相性质和组成的改变来提高分辨率
凝胶层析洗脱液的选择主要取决于待分离样品，一般来说只要能溶解被洗脱物质并不使其变性的缓冲液都可以用于凝胶层析。为了防止凝胶可能有吸附作用，一般洗脱液都含有一定浓度的盐。
加样量
一般分级分离时加样体积约为凝胶柱床体积的1％－5％左右
而分组分离时加样体积可以较大，一般约为凝胶柱床体积的10％－25％。
样品的粘度不能过大，否则会影响分离效果。
（1）终浓度为5%，相对粘度11.8;
（2）终浓度为2.5%，相对粘度4.2;
（3）使终浓度为1%.
湿态保存：在水相中加防腐剂，或水洗到中性，高压灭菌封存（或低温存放）；然后加入适当的抗菌剂，通常加入0.02％的叠氮化钠，4 °C 下保存。
半收缩保存：水洗后滤干，加70％乙醇使胶收缩，再浸泡于70％乙醇中保存；
干燥保存：水洗后滤干，依次用50％、70％、90％、95％乙醇脱水，再用乙醚洗去乙醇，干燥(或60～80℃烘干）后保存。加乙醇时，切忌一上来就用浓乙醇处理，以防结块。
五、 凝胶层析的应用
1、生物大分子的纯化
凝胶层析法已广泛用于酶、蛋白质、氨基酸、多糖、激素、生物碱等物质的分离提纯
2. 分子量测定
在一定的范围内，各个组分的Kav 以及Ve 与其分子量的对数成线性关系。
Kav ＝－b lg MW ＋c Ve ＝－b‘ lg MW ＋c’
3. 脱盐及去除小分子杂质
4. 去热源物质
5. 溶液的浓缩
离子交换层析
一、原理 离子交换层析是依据各种离子或离子化合物与离子交换剂的结合力不同而进行分离纯化的。离子交换层析的固定相是离子交换剂，液体为流动相。
离子交换剂是由基质、电荷基团（或功能基团）和反离子构成。
纤维素—O —CH2—COO---Na+
基质 电荷基团 反离子
离子交换基团不但可结合到纤维上， 还可结合到交联葡聚糖（S-ephadex ）和琼脂糖凝胶（Sepharose ）上。
近年来离子交换色谱技术已经广泛应用于蛋白质、酶、核酸、肽、寡核苷酸、病毒、噬菌体和多糖的分离和纯化。
离子交换剂通常是一种不溶性高分子化合物，如树脂，纤维素，葡聚糖，醇脂糖等，它的分子中含有可解离的基团，这些基因在水溶液中能与溶液中的其它阳离子或阴离子起交换作用。
物质的离子交换过程有两个阶段──吸附和解吸附。
虽然交换反应都是平衡反应，但在层析柱上进行时，由于连续添加新的交换溶液，平衡不断按正方向进行，直至完全。因此可以把离子交换剂上的原子离子全部洗脱下来。 离子交换色谱的分配过程是交换与洗脱过程。交换达到平衡时： [][][][]++
?-?-=B A A B K 33SO R SO R
K值是反映离子交换剂对不同离子的结合力或选择性的参数，所以称K值为离子交换剂对B+、A+的选择系数
离子交换层析之所以能成功地把各种无机离子、有机离子或生命大分子物质分开，其主要依据就是离子交换剂对各种离子或离子化合物有不同的结合力。
或者说不同物质在同一离子交换剂上的选择系数是不同的
不同物质与离子交换剂之间形成电键数目不同，即亲和力大小有差异，因此只要选择适当的洗脱条件便可将混合物中的组分逐个洗脱下来，达到分离纯化的目的。
但更多的是通过增加离子强度，使加入的离子与物质竞争离子交换剂上的电荷位置，使吸附的物质与离子交换剂解开。
对于呈两性离子的蛋白质、酶类、多肽和核苷酸等物质与离子交换剂的结合力，主要取决于它们的物理化学性质和在特定pH条件下呈现的离子状态，由此可以通过调节pH值来改变它们的结合力或选择不同类型的交换剂
二、离子交换的分类
实用的离子交换剂应满足的要求：
有高度的不溶性，在各种溶剂中进行交换时，不发生溶解
有疏松的多孔结构或巨大的表面积，使交换离子能在交换剂中进行自由扩散和交换
有较多的交换基团
有稳定的物理化学性质，在使用过程中，不因物理或化学因子的变化而发生分解或变形等现象
1、按活性基团分类：
分为阳离子交换剂(cation exchange)（含酸性基团）和阴离子交换剂(anion exchange)（含碱性基团）。
各类交换剂根据其解离性大小，具体又可以分为：强、中、弱阳和强、中、弱阴
2、按交换剂中基质的组成和性质分：
（1）疏水性离子交换剂
基质是一种人工合成的、与水结合力较小的树脂物质。
常用的是苯乙烯和二乙烯苯合成的聚合物
（2）亲水性离子交换剂
基质是一类天然的或人工合成的、与水结合力较大的物质。
常用的有纤维素、交联葡聚糖等
疏水性离子交换剂，以引入电荷基团的性质又分为：
阳离子交换树脂(包括：强、中、弱）
阴离子交换树脂(包括：强、中、弱)
鳌合离子交换树脂（对金属离子有较强的选择性
a、阳离子交换树脂
交联剂的电荷基团带负电，反离子带正电
强酸性阳离子交换树脂：R-SO3H（磺酸基）和R-CH2SO3H（次甲基磺酸基）R代表基质（树脂）
中酸性阳离子交换树脂：R-PO3H2，R-POH2
弱酸性阳离子交换树脂：R-COOH，R-OCH2COOH，R-C6H5OH等弱酸性基团；
强酸性：R-SO3 -H+ ＋Na+ —— R-SO3- Na+ ＋H+
弱酸性：R-COOH＋Na+ —— R-COONa ＋H+
b、阴离子交换树脂
阴离子交换剂中引入的是伯胺、（-NH2）、仲胺（-NHCH3）、叔胺[N-（CH3）2]和季胺[-N （CH3）2]等硷性基团。
强碱性阴离子交换树脂：活性基团为季胺基团，如三甲胺基或二甲基-?-羟基乙基胺基
中碱性阴离子交换树脂：活性基团为叔胺基团
弱碱性阴离子交换树脂：活性基团为伯胺或仲胺
R-N+(CH3)3OH- ＋Cl- —— R-N+(CH3)3Cl-＋OH-
强硷性＃201号国产树脂和国外Dowex1、Dowex2、ZerolitFF等都属于强硷型阴离子交换剂。疏水性离子交换剂的特点：
含大量的活性基团、交换容量高、机械强度大、流动速度快
主要分离无机离子、有机酸、核苷等小分子物质
其次用于从蛋白质溶液中除表面活性剂、两性电解质等
也可用于分离某些不易变性的蛋白质
亲水性离子交换剂
根据基质性质分为：
a、纤维素离子交换剂
树脂骨架为纤维素，根据活性基团的性质可分为阳离子交换纤维素和阴离子交换纤维素两类。
特点：骨架松散、亲水性强、表面积大、交换容量大、吸附力弱、交换和洗脱条件温和、分辨率高
常用的有：甲基磺酸纤维素、羧甲基纤维素（CMC）、二乙基氨基乙基纤维素（DEAE）b、交联葡聚糖离子交换剂
骨架为交联葡聚糖G-25或G-50，根据功能基团的不同，亦可分为阳离子交换和阴离子交换树脂
命名方法：交换活性基团+骨架+原骨架编号
特点：除了具有离子交换功能以外，兼有分子筛的功能，提高了分离的效率
常用：CM-sephadex C-25、DEAE-sephadex A-50等
c、琼脂糖离子离交换剂：
是将电荷基团（DEAE-或CM-等基团）附着在Sepharose CL-6B 上形成，如：
DEAE-Sepharose（阴离子）
CM-Sepharose（阳离子）
具有硬度大，性质稳定，凝胶后的流速好，分离能力强等优点。
性质
1、颜色、形状—珠状
2、交联度是表示离子交换树脂中交联剂的含量
交联度越大,凝胶的网结构愈紧密,吸水后膨胀愈小,能分离的分子量越小,反之交联度越小,网状结构愈疏松,吸水后膨胀愈大
3、吸水量或膨胀度：离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。测定膨胀前后树脂的体积比，可得出膨胀度。
与基质和电荷基团的性质及溶液的pH值和离子强度密切相关。
4、交换容量：指离子交换剂与溶液中离子或离子化合物进行交换的能力。交换容量是表征树脂交换能力的重要参数，其表示方法有质量交换容量（mmol/g干树脂）和体积交换容量（mmol／mL树脂）
它又有“总交换容量”、“工作（有效）交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。
总交换容量，表示每单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。--与本身性质有关，不受测试条件影响
工作交换容量，表示树脂在某一定条件下的离子交换能力，它与树脂种类和总交换容量，以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。
5、流速：
离子交换层析过程的流速一般是由离子交换剂的性质、操作压、层析柱体积和分离样品的要求等因子控制。
流速常用体积流速（mL/h）或线性流速（cm/h）表示。
交换剂颗粒大，流速快
洗脱液黏度大，流速慢
适当的流速可以提高层析的分离效果
6、稳定性
7、比重
（三）、离子交换剂与缓冲液的选择
1、离子交换剂的选择
提高有效成分的得率与分辨率
（1）、阴、阳离子交换剂的选择（2）、强、弱离子交换剂的选择
（3）、不同离子型交换剂的选择（4）、不同载体离子交换剂的选择
2、缓冲液的选择
选用的平衡溶液的pH和离子强度等能使样品中有效成分与离子交换剂进行结合，而不能或较难与样品中杂质与离子交换剂结合。
或选用的平衡溶液的pH和离子强度，只能使有效成分与离子交换剂进行松散结合，而杂质与离子交换剂可牢固结合。
关键在于了解有效成分的等电点。
（四）交换剂的处理，再生与转型
新出厂的树脂是干树脂，要用水浸透使之充分吸水膨胀。因其含有一些杂质，所要要用水、酸、硷洗涤。一般手续如下：新出厂干树脂用水浸泡 2 小时后减抽压去气泡，倾去水，再用大量无离子水洗至澄清，去水后加4倍量2N HCl搅抖4小时，除去酸液，水洗到中性，再加4倍量2N NaOH搅抖4小时，除硷液，水洗到中性备用。
对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。将树脂带上所希望的某种离子的操作称为转型。
阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；
阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H+型交换剂。
用过的树脂使其恢复原状的方法称为再生。并非每次再一都用酸、硷液洗涤，往往只要转型处理就行了。
离子交换剂的再生
离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/:NaCl淋洗柱，若有强吸附物则可用0.1mol/l NaOH洗柱；若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤，其顺序为：0.5mol/l NaOH-水-乙醇-水-20％NaOH-水。
（五）装柱
洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层，要适当加压装柱，同时使柱床压紧，减少死体积，有利于分辨率的提高。柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。
（六）加样与洗脱
加样：层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离心法除去。
为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1％-5％。
洗脱：已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。
为了使复杂的组份分离完全，往往需要逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。
最好的洗脱方法是连续梯度洗脱，两个容器放于同一水平上，
第一个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液；第一个容器与柱相连，两容器连通；
当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。
洗脱时应满足以下要求：
①洗脱液体积应足够大，一般要几十倍于床体积，从而使分离的各峰不致于太拥挤。
②梯度的上限要足够高，使紧密吸附的物质能被洗脱下来。
③梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
离子交换色谱法的应用
用来分离离子或可离解的化合物，凡是在流动相中能够电离的物质都可以用离子交换色谱法进行分离
广泛地应用于：无机离子、有机化合物和生物物质(如氨基酸、核酸、蛋白质等)的分离及测定蛋白质的等电点。
亲和层析
亲和层析是利用待分离物质和它的特异性配体间具有特异的亲和力，从而达到分离目的的一类特殊层析技术。
在生物体内，许多大分子具有与某些相对应的专一分子可逆结合的特性。例如抗原和抗体、酶和底物及辅酶、激素和受体、RNA和其互补的DNA等，都具有这种特性。生物分子之间这种特异的结合能力称为亲和力。
具有专一亲和力的生物分子对主要有：抗原与抗体、DNA与互补DNA或RNA、酶与它的底物或竞争性抑制剂、激素（或药物）与它们的受体、维生素和它的特异结合蛋白、糖蛋白与它相应的植物凝集素等。
亲和色谱中两个进行专一结合的分子互称对方为配基。如抗原和抗体，抗原可认为是抗体的配基，反之抗体也可认为是抗原的配基。将一个水溶性配基在不伤害其生物学功能的情况下与水不溶性载体结合称为配基的固相化。
欲分离的大分子物质S和相对应的专一物质L（配体）以次级键结合，能生成一种可解离的络合物L-S，其中的L又能与活化的基质M以共价键首先结合，而形成M-L-S复合物。根据L-S之间能可逆地结合与解离的原理发展起来的层析方法称为亲和层析。
亲和层析是利用配基、配体之间专一可逆结合性质进行物质分离的方法,因此其专一性、选择性是极高的。
柱体积小，上样量大，洗脱流速快，操作步骤少
缺点是要分离一种物质必须找到适宜的配体，并将其制成固相载体之后方可进行
一般推荐使用的程序如下：1、选择配基；2、选择偶联凝胶；3、偶联配基；
4、装填合适的柱；
5、平衡（2-3倍体积缓冲液）；
6、应用样品；
7、洗涤未结合物质；8、洗脱结合物质→除盐；9、再生；
应用：
1、纯化大分子物质：抗原、抗体，糖蛋白，核酸等稀溶液的浓缩；不稳定蛋白质的贮藏；从纯化的分子中除去残余的污染物；用免疫吸附剂吸附纯化对此尚无互补配体的生物大分子；分离核酸是亲和层析应用的一个重要方面。
2、研究酶的结构与功能：使用专一的化学试剂改变酶的功能团，会引起酶活力的不完全丧失，难以确定酶活力的改变是化学试剂的作用还是残留的天然酶活力？利用亲和层析能有效地将失活的酶和天然的酶有效的分离
吸附层析
任何两个相都可以形成表面，其中一个相的物质或溶解在其中的溶质在此表面密集现象称为吸附，利用吸附剂对不同物质具有不同吸附力使混合物得到分离的现象就叫吸附层析
是以固体吸附剂为固定相，以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法
吸附→解吸→再吸附→再解吸→无数次洗脱→分开
凡能将其他物质聚集到自己表面的物质称吸附剂,包括硅皮,氧化铝,活性炭,淀粉,纤维素及陶土;而聚集于吸附剂表面的物质称被吸附剂.
吸附剂与被吸附剂之间的作用除了物理作用外,还有化学作用,如DNS-氨基酸双向聚酰胺薄膜层析中被分离的物质之所以能吸附在聚酰胺薄膜上就是由于二者之间形成氢键.
常用术语：（p 37-38）
固定相，流动相，层析，操作容量，床体积，洗脱体积
外水体积，内水体积，基质体积，膨胀度，
分配系数和迁移率
吸附剂：
吸附剂的选择主要依据吸附剂本身和被吸附物质的理化性质进行选择，极性强的易吸附极性强的物质，非极性的易吸附非极性的物质。
吸附剂的活化，使用前需要活化，如硅胶，可在高温烘烤
分类：1、吸附柱层析
2、薄层层析（TLC）：是以涂布于玻板或涤纶片等载体上的基质为固定相，液体为流动相的一种层析方法。
特点：
展开时间短
设备简单、操作方便
温度变化和溶剂饱和度对Rf值影响较小
可使用腐蚀性显色剂
灵敏度高
聚酰胺薄膜层析
聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。层析时，展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键。因此选择适当的展层剂使分离在聚酰胺膜表面发生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的连续过程，就能导致分离物质达到分离目的。
聚焦层析
聚焦层析是一种操作简单、廉价的层析技术。它的原理是根据各种蛋白质的等电点不同进行分离的过程，因此本方法具有高分辨、高度浓缩和高度专一等特点。
聚焦层析所用的凝胶首先用高pH溶液平衡，然后用多元缓冲液进行洗脱，多元缓冲液pH 呈梯度下降。
聚焦层析所用凝胶主要有两种：MONOP和多元缓冲液交换剂（PBE）。其中MONOP是带孔小珠，孔中被带正电荷的胺基填充，适用于高效聚焦层析。多元缓冲液交换剂是一种交换凝胶，适用作普通聚焦层析的介质。
聚焦层析也是一种柱层析。因此，它和另外的层析一样，照例具有流动相，其流动相为多缓冲剂，固定相为多元缓冲交换剂。
聚焦层析原理可以从PH梯度溶液的形成，蛋白质的行为和聚焦效应三方面来阐述。
1、pH梯度溶液的形成
在聚焦层析中，当洗脱液流进多缓冲交换剂时，由于交换剂带具有缓冲能力的电荷基团，故pH梯度溶液可以自动形成。例如，当柱中装阴离子交换剂PBE94（作固定相）时，先用起始缓冲液平衡到pH9，再用含pH6的多缓冲剂物质（作流动相）的淋洗液通过柱体，这时多缓冲剂中酸性最强的组分与碱性阴离子交换对结合发生中和作用。随着淋洗液的不断加人，柱内每点的pH值从高到低逐渐下降。
照此处理几段时间，从层析柱顶部到底部就形成了pH6-9的梯度。随着淋洗的进行，pH梯度会逐渐向下迁移，从底部流出液的pH却由9逐渐降至6，并最后恒定于此值，这时层析柱的pH梯度也就消失了。
2．蛋白质的行为
蛋白质所带电荷取决于它的等电点（pI）和层析柱中的pH值。当柱中的pH低于蛋白质的pI时，蛋白质带正电荷，且不与阴离于交换剂结合。当蛋白质移动至环境pH高于其pI时，蛋白质由带正电行变为带负电荷，并与阴离子交换剂结合。
随着洗脱液向柱底的迁移，上述过程将反复进行，于是各种蛋白质就在各自的等电点被洗下来，从而达到了分离的目的。
3、聚焦效应：
蛋白质按其等电点在pH梯度环境中进行排列的过程叫聚焦效应。pH梯度的形成是聚焦效应的先决条件。
操作：
聚焦层析流程图（p133）
操作过程与其他层析法相似，但增加多缓冲剂的去除：
一般采用1、加固体硫酸铵，使蛋白沉淀，离心分离
2、通过Sephadex G-25柱分离
3、通过亲和层析或疏水层析分离
应用
与等电点聚焦一样，适合分离一些水溶性的两性物质。如蛋白质、多肽、核酸
尤其是适用于实验室分离制备蛋白质样品还可用于鉴定某些酶的性质
疏水层析疏水层析是根据分子表面疏水性差别来分离蛋白质和多肽等生物大分子的一种较为常用的方法。
蛋白质和多肽等生物大分子的表面常常暴露着一些疏水性基团，我们把这些疏水性基团称为疏水补丁，疏水补丁可以与疏水性层析介质发生疏水性相互作用而结合。不同的分子由于疏水性不同，它们与疏水性层析介质之间的疏水性作用力强弱不同，疏水作用层析就是依据这一原理分离纯化蛋白质和多肽等生物大分子的。
P：固相支持物L：疏水性配体S：蛋白质或多肽等生物大分子H：疏水补丁W：溶液中水分子
溶液中高离子强度可以增强蛋白质和多肽等生物大分子与疏水性层析介质之间的疏水作用。利用这个性质，在高离子强度下将待分离的样品吸附在疏水性层析介质上，然后线性或阶段降低离子强度选择性的将样品解吸。疏水性弱的物质，在较高离子强度的溶液时被洗脱下来，当离子强度降低时，疏水性强的物质才随后被洗脱下来。
它与反相层析分离生命物质的依据是一致的，根据有效成分和固定相间相互作用的疏水力的差异，进而分离。
由于反相层析常用有机溶剂洗脱，常常会引起大分子活性物质变性，因此反相层析一般适合分离纯化小分子质量的肽类和辅基等物质。
而疏水层析对蛋白质及其复合物吸附作用较弱，吸附物容易被解析下来。
因此疏水层析主要用于分离纯化生命大分子物质，如蛋白质及其复合物等；适合分离纯化盐析后或高盐洗脱下来的物质，不仅能提高有效成分的纯度，而且还保持了其原有的结构和生物活性
层析分离技术
第六章层析分离技术 第一节吸附 一、吸附层析的原理与特点 吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择吸附的能力，使其富集在吸附剂表面，而从混合物中的分离的的过程。 典型的吸附过程包括四个步骤： 固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而固体表面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子的作用力较大，而表面向外一面所受的作用力较小， 因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体表面上。 吸附的类型 （1）物理吸附: 放热，可逆，单分子层或多分子层，选择性差 （2）化学吸附: 放热量大，单分子，选择性强 （3）交换吸附: 吸附剂吸附后同时放出等当量的离子到溶液中 物理吸附与化学吸附的特点 吸附法特点 （1）不用或少用有机溶剂 （2）操作简便、安全、设备简单 （3）生产过程pH 变化小 （4）从稀溶液分离溶质 （5）吸附剂对溶质的作用小 （6）吸附平衡为非线性 （7）选择性较差 吸附法的应用 气体过滤 水处理
脱色、除臭 目标产物的分离 二、吸附剂（固定相）的选择 吸附剂通常应具备以下特征： ?表面积大、颗粒均匀、 ?对被分离的物质具有较强的吸附能力 ?有较高的吸附选择性 ?机械强度高 ?再生容易、性能稳定 ?价格低廉。 常用的吸附剂有极性的和非极性的两种。 羟基磷灰石、硅胶、氧化铝等属前者，活性炭属后者 人工合成的如大网格吸附剂、分子筛等两种都有。但大多属非极性的常用的吸附剂 1大网格聚合物吸附剂： 2活性碳：助滤，脱色，去热原 使用:偏酸性(pH 5-7),加热(50-60℃)搅拌30min 活性白土：脱组胺类过敏物，脱色。 硅藻土：助滤，澄清 1.大网格聚合物吸附 树脂的网络骨架 大网格树脂吸附法 Ⅰ. 基本概念 一．什么是大网格树脂吸附法？ 将多孔的大网格吸附树脂作为吸附剂，利用表面分子与物 质分子间范德华引力，把液相中物质吸附到吸附树脂表面。 ◆大网格树脂吸附法与离子交换法的比较： 相同：①操作方法：静态法、动态法； ②骨架结构：树脂均有溶胀孔隙和永久孔隙的大 网格骨架结构。 区别 介质不同： 离交法－离交树脂，骨架上接有离子交换基团，利用表面层 和孔隙中离子基团起作用； 吸附法－吸附树脂，无离交基团（称白球），利用外表面和
纸层析法分离氨基酸实验报告
纸层析法分离氨基酸 一、前言 纸层析法 纸层析法又称纸色谱法，是目前广泛应用的一种分离技术。本世纪初俄国植物学家M.Tswett发现并使用这一技术证明了植物的叶子中不仅有叶绿素还含有其它色素。现在层析法已成为生物化学、分子生物学及其它学科领域有效的分离分析工具之一。它是一种以纸为载体的色谱法。固定相一般为纸纤维上吸附的水分，流动相为不与水相溶的有机溶剂；也可使纸吸留其他物质作为固定相，如缓冲液，甲酰胺等。将试样点在纸条的一端，然后在密闭的槽中用适宜溶剂进行展开。当组分移动一定距离后，各组分移动距离不同，最后形成互相分离的斑点。将纸取出，待溶剂挥发后，用显色剂或其他适宜方法确定斑点位置。根据组分移动距离(Rf值)与已知样比较，进行定性。用斑点扫描仪或将组分点取下，以溶剂溶出组分，用适宜方法定量(如光度法、比色法等)。 纸层析法(paper chromatography)是生物化学上分离、鉴定氨基酸混合物的常用技术，可用于蛋白质的氨基酸成分的定性鉴定和定量测定;也是定性或定量测定多肽、核酸碱基、糖、有机酸、维生素、抗菌素等物质的一种分离分析工具。纸层析法是用滤纸作为惰性支持物的分配层析法，其中滤纸纤维素上吸附的水是固定相，展层用的有机溶溶剂是流动相。
在环境分析测试中，有时用纸层析法分离试样组分，它用于一些精度不高的分析，如3，4-苯并芘。但不如GC、HPLC应用普遍。 做叶绿体色素分离时用到,将叶片碾碎，浸出绿色液体，将液体与层析液(石油醚)混合，将滤纸一段进入混合液体，四种色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上留下4条色素带。由此观查出各种色素的相对含量和种类。 纸层析法一般用于叶绿体中色素的分离，叶绿体中色素主要包括胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散地快，反之则慢;含量较多者色素带也较宽。最后在滤纸上留下4条色素带，所以利用纸层析法能清楚地将叶绿体中的色素分离。 氨基酸 氨基酸是构成蛋白质的基本单位，广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。随着生物工程技术产业的发展逐渐成为2l世纪全球的主要产业之一，氨基酸的需求量越来越大，品种变更越来越快，工艺改革越来越新。目前全世界氨基酸每年的产量为100万吨，而需求总量是800万吨。我国自20世纪60年代起，氨基酸的应用在食品工业占61,，在饮料工业占30,，医药、日用化工、农业、冶金、环保、轻工、生物工程技术等方面占用的比例逐年增加。 氨基酸在人类生活的很多方面都有着应用: （1）在食品行业的应用 （2）在医药工业的应用
层析成像
层析成像 姓名：李文忠 学号：200805060102 班级：勘查技术与工程（一）班
前言 层析成象是在物体外部发射物理信号，接收穿过物体且携带物体内部信息，利用计算机图象重建方法，重现物体内部一维或三维清晰图象。层析成象技术最大的特点是在不损坏物体的条件下，探知物体内部结构的几何形态与物理参数(如密度等)的分布。层析成象与空间技术、遗传工程、新粒子发现等同列为70年代国际上重大科技进展。层析成像应用非常广泛，如医学层析的核磁共振成像技术、工业方面的无损探伤、在军事工业中，层析成象用于对炮弹、火炮等做质量检查、在石油开发中被用于岩心分析和油管损伤检测等，层析成象是在物体外部发射物理信号，接收穿过物体且携带物体内部信息，利用计算机图象重建方法，重现物体内部一维或三维清晰图象。声波层析成像技术 声波层析成像方法所研究的主要内容，一个是正演问题，即射线的追踪问题，是根据已知速度模型求波的初至时间的问题；另一个问题就是反演问题，即根据波的初至时间反求介质内部速度或者慢度分布的问题。层析成像效果的好坏与解正演问题的正演算法和解反演问题的反演算法都有直接的关系。论文详细研究声波层析成像的射线追踪算法，重点探讨了基于Dijkstra算法的Moser曲射线追踪算法，并用均匀介质模型、空洞模型、低速斜断层等模型使用Moser曲射线追踪时的计算精度与计算效率，发现了内插节点是影响Moser曲射线追踪效果的主要因素，得到了内插节点数为5～7之间，计算速度较快，计算精度较高。模型试算的结果表明，正演采用内插10个节点，
反演过程中采用内插5个节点，效果最佳。在层析成像正演算法的基础上，详细研究了误差反投影算法(BPT)、代数重建法(ART)、联合迭代法(SIRT)；研究了非线性问题线性化迭代的最速下降法、共轭梯度法(CG)；重点推导和建立了层析成像的高斯—牛顿反演法(GN)；详细研究了非线性最优化的蒙特卡洛法(MC)、模拟退火法(SA)、遗传算法(GA)；研究了将非线性全局最优化和线性局部最优化方法相结合的混合优化方法，探讨了基于高斯牛顿和模拟退火相结合(GN-SA)混合优化算法。在此基础上，以速度差为10％的低速斜断层模型为例，详细探讨了线性化算法SIRT、GN；非线性最优化算法SA、GA以及混合优化算法GN-SA五种算法对该模型的计算结果，并探讨了直射线和Moser曲射线追踪的反演效果。数值试验表明，基于Moser曲射线追踪的高斯—牛顿反演法的层析成像效果最佳，计算效率最高。采用基于Moser曲射线追踪的高斯—牛顿法，对速度差为25％的等轴状空洞构造、速度差为33％的不连通空洞模型、速度差为33％的高速岩脉进行了反演试算，对于这些理论模型，高斯—牛顿法均取得了较好的成像效果。为进一步验证各种层析成像法，在实验室制作了水泥台和石膏板实物模型，并分别在水泥台中央制作一个方形空洞，在石膏板中央制作一个倒“L”形空洞。对这两个实物模型进行了实测，对测量的数据，用高斯—牛顿法进行层析成像反演，均取得了较好的成像效果。通过本文的研究和数值试验，得到了以下结论：(1)基于直射线追踪方法，适用较为简单的地质体，亦或是测量精度要求不高的问题。由于直射线追踪方法在成像过程中，只需要追踪一次就可以
层析成像
地震层析成像理论及技术-瑞雷面波理论基础与反演成像
瑞雷面波理论基础与反演成像 瑞雷面波是1887年由英国学者瑞雷（Rayleigh ）首先在理论上确定的，这种面波分布在自由表面上。当介质为均匀各向同性介质时，瑞雷面波的相速度和群速度将一致，否则瑞雷波的相速度将不一致，出现频散现象，当介质具有水平层状性质时，瑞雷面波的频散规律与介质的分层结构紧密相关。面波研究的目的是要通过面波信号得到地下介质的结构及其物理力学性质，这就需要进一步反演解释研究。 1. 瑞雷波的理论基础 由于均匀弹性半空间介质的边界附近沿x 方向传播的平面瑞利谐波y 方向的质点位移为零。设半空间充满x-y 平面，z 方向向下为正，坐标原点位于介质的自由表面上，如图所示1-1 为推导方便，引入势函数Φ和ψ来分别表示x 和z 方向的位移（u 和w ），则 ，u w x z z x ?Φ?ψ ?Φ?ψ = -= +???? 1.1 平面瑞利波波前 质点位移随深度增加 而衰减 波的传播方向 图1-1 均匀弹性半空间中的平面瑞利波
由位移表示的二维运动方程为 2222 22u u w w （）（）ερλμμερλμμ??=++?????=++???t x t z 1.2 由此可见，势函数的引入将胀缩波和剪切波区分开来（Φ与胀缩波对应，ψ与剪切波对应）。将式（1.1）代入（1.2）得 22222222 222222x t z t x z z t x t z x ρρλμμρρλμμ??????Φ??ψ?? -=+?Φ?ψ ? ?????????????????Φ??ψ??+=+?Φ+?ψ ? ???????????（）（）-（）（）（）（） 1.3 又有 22222222p s 22 2v v ，λμμρρ ?Φ+?ψ=?Φ=?Φ=?ψ=?ψ??t t 1.4 由于平面瑞利波的位移发生在x-z 平面内，因此由式（1.1）和式（1.4）可知，瑞利波是P 波和SV 波相互作用的结果。 对于一个角频率为ω，波数为k ，沿x 方向传播的瑞利谐波，其势函数可表示为： ()()F ()G ()，ωω--Φ=ψ=i t kx i t kx z e z e 1.5 其中，F()z 和G()z 分别表示瑞利波胀缩分量和旋转分量的振幅随深度变化的函数；波数R 2L k π = ，R L 为瑞利波波长。 将式（1.5）代入式（1.4）并整理得 22222p 2 2 222s F()F()=0v G()G()=0v ωω?? ?-- ? ?????? ?-- ??? ? z k z z z k z z 1.6 上述二阶偏微分方程的通解为 1122F()=A B G()=A B --++qz qz qz qz z e e z e e 1.7
实验四-氨基酸的纸层析法
姓名：郭沈杰年级专业：2012级生物科学同组者：蔡萍萍 学号：12050011012 实验四氨基酸的纸层析法 一、实验目的 了解并掌握氨基酸纸层析法的原理和方法。 二、实验原理 以滤纸为支持物的层析法，称为纸层析法。纸层析所用展层剂大多由水和有机溶剂组成。展层时，水为固定相，它与滤纸纤维亲和力强；有机溶剂为流动相，它与滤纸纤维亲和力弱。有机溶剂在滤纸上又下向上移动的，称为上行法；有上向下移动的，称为下行法。 将样品在滤纸上确定的原点处展层，由于样品中各种氨基酸在两相中不断进行分配，且他们的分离系数各不相同，所以不同的氨基酸随流动相移动的速率也不相同，于是各种氨基酸在滤纸上就相互分离出来，形成距原点不等的层析点。 在一定条件下（室温、展层剂的组成、滤纸的质量、PH值等不变），不同的氨基酸有固定的移动速率（R f值） R f=原点到层析点中心的距离/原点到溶剂前沿的距离 混合氨基酸做样品时，如果只用一种溶剂展层，由于某些氨基酸的移动速率相同或相近，就不能将它们分开，为此，当用一种溶剂展层后，可将滤纸旋转90度，以第一次所的层析点为原点，在用另一溶剂展层，从而达到分离的目的。这种方法称为双向层析法。 氨基酸无色，利用茚三酮反应，可将氨基酸层析点显色作定性、定量用。
本实验主要介绍的是单向层析法。其中混合氨基酸有精氨酸、苯丙氨酸。 三、实验仪器 1、新华滤纸 2、层析缸 3、细线 4、点样管 5、橡皮筋 6、电吹风 7、喷雾器 8、铅笔 9、直尺 四、实验试剂 1、精氨酸、苯丙氨酸、混合氨基酸（精氨酸、苯丙氨酸） 2、展层剂：正丁醇：12%氨水：95%乙醇：蒸馏水=13：3：3：1（v:v） 3、0.5%茚三酮—无水丙酮溶液：0.5g茚三酮溶于100ml无水丙酮，贮于棕色瓶中 五、实验步骤 1、取滤纸剪成20×10厘米的滤纸条一张，在一端打孔，系一根细线，在另一端2~3cm处用铅笔画一横线，在上面相同间隔画3圆点（原圈直径约5mm）。 2、取毛细管3支，分别吸取精氨酸、苯丙氨酸、氨基酸混合液少许，在原圈处点样，样点
井间地震层析成像的现状与进展
2001年9月地球物理学进展第16卷第3期井间地震层析成像的现状与进展 裴正林 （石油大学（北京）物探重点实验室，北京，100083） 摘要：综述了井间地震层析成像研究的现状，给出了小波变换域井间地震层析成像方法的最新 进展，并对井间地震层析成像研究给予展望. 关键词：井间地震层析成像；小波多尺度；研究进展 中图分类号：P315.3+1文献标识码：A文章编号：1004-2903（2001）03-0091-07 1井间地震层析成像的研究现状 井间地震层析成像也称为井间地震CT技术，它能够提供被探测地质体的构造和岩性 分布的高分率图像.井间地震CT技术是从医学CT技术发展起来的，其数学基础是Radon变换.井间地震CT的研究基本始于20世纪70年代初，80年代处于对大量模型数据和少量实 际数据的成像研究阶段，90年代以来，井间地震CT进入实用化阶段，并取得不少可喜成果，同时，也逐渐意识到射线CT所固有的缺点，开始研究波动方程CT. 从地震波的运动学和动力学特征出发，井间地震CT方法可分为两大类：一类是基于几 何光学或射线方程的方法称之为射线CT；另一类是基于波动方程的方法称之为波形CT.当 非均匀体的线性尺度大于地震波长时，射线CT是适用的；而当非均匀体的线性尺度与波长 相近时，衍射和散射就起主导作用了，基于射线理论的成像方法就不再适用，这时候必须用 波动方程CT方法. 井间地震层析成像方法主要包括两部分：正演方法和反演方法.井间地震层析成像的正 演方法可分为两种；一是射线追踪方法；二是波场的数值模拟方法. 射线理论和射线方法是研究地震波传播理论的重要方面之一.用射线理论可以研究地 下复杂构造、横向不均匀介质中的地震波传播问题.经过射线追踪，计算地震波的走时、波前 和射线路径. 70年代以前的各种射线追踪方法一般适合于较为简单模型的射线追踪［1］.由于实际 的介质速度变化较大（速度差大于10%），因此，需要研究复杂结构模型的射线追踪方法. 收稿日期：2001-03-15；修订日期：2001-06-15. 基金来源：“九五”国家科技攻关项目资助（959130602）. 作者简介：裴正林，1962年生，2000年获中国地质大学（北京）地球探测与信息技术专业博士.高级工程师，现在石油大学（北京）从事博士后研究.主要研究方向：信号处理，小波变换、遗传算法及神经网络应用，层析成像理论方法和地震数据 处理、偏移方法等方面研究.E-mail：zhenglinpei@https://www.wendangku.net/doc/833792333.html,.
【实验报告】纸层析的实验报告
纸层析的实验报告 前言 纸层析法纸层析法又称纸色谱法，是目前广泛应用的一种分离技术。本世纪初俄国植物学家M.Tswett发现并使用这一技术证明了植物的叶子中不仅有叶绿素还含有其它色素。现在层析法已成为生物化学、分子生物学及其它学科领域有效的分离分析工具之一。它是一种以纸为载体的色谱法。固定相一般为纸纤维上吸附的水分，流动相为不与水相溶的有机溶剂；也可使纸吸留其他物质作为固定相，如缓冲液，甲酰胺等。将试样点在纸条的一端，然后在密闭的槽中用适宜溶剂进行展开。当组分移动一定距离后，各组分移动距离不同，最后形成互相分离的斑点。将纸取出，待溶剂挥发后，用显色剂或其他适宜方法确定斑点位置。根据组分移动距离（Rf值）与已知样比较，进行定性。用斑点扫描仪或将组分点取下，以溶剂溶出组分，用适宜方法定量（如光度法、比色法等）。 纸层析法（paper chromatography）是生物化学上分离、鉴定氨基酸混合物的常用技术，可用于蛋白质的氨基酸成分的定性鉴定和定量测定；也是定性或定量测定多肽、核酸碱基、糖、有机酸、维生素、抗菌素等物质的一种分离分析工具。纸层析法是用滤 纸作为惰性支持物的分配层析法，其中滤纸纤维素上吸附的水是固定相，展层用的有机溶溶剂是流动相。 在环境分析测试中，有时用纸层析法分离试样组分，它用于一些精度不高的分析，如3，4-苯并芘。但不如GC、HPLC应用普遍。在
做叶绿体色素分离时用到,将叶片碾碎，浸出绿色液体，将液体与层析液（石油醚）混合，将滤纸一段进入混合液体，四种色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上留下4条色素带。由此观查出各种色素的相对含量和种类。 纸层析法一般用于叶绿体中色素的分离，叶绿体中色素主要包括胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散地快，反之则慢；含量较多者色素带也较宽。最后在滤纸上留下4条色素带，所以利用纸层析法能清楚地将叶绿体中的色素分离。 氨基酸氨基酸是构成蛋白质的基本单位，广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。随着生物工程技术产业的发展逐渐成为2l世纪全球的主要产业之一，氨基酸的需求量越来越大，品种变更越来越快，工艺改革越来越新。目前全世界氨基酸每年的产量为100万吨，而需求总量是800万吨。我国自20世纪20xx年代起，氨基酸的应用在食品工业占61％，在饮料工业占30％，医药、日用化工、农业、冶金、环保、轻工、生物工程技术等方面占用的比例逐年增加。 氨基酸在人类生活的很多方面都有着应用： (1)在食品行业的应用 (2)在医药工业的应用 (3)在饲料添加剂行业的应用 (4)在化妆品行业的应用 (5)在农业上的应用 (6)在其他行业的应用
纸层析法分离氨基酸
纸层析法分离氨基酸 目的和要求 掌握分配层析的原理，学习氨基酸纸层析法的操作技术(包括点样、平衡、展层、显色、鉴定及定量)。学习未知样品的氨基酸成分(水解、层析及鉴定)分析的方法。 原理 层析法亦称色层分离法、色谱分析法或色谱法。1903年俄国化学家茨维特(M. Tswett)发现用挥发油冲洗菊粉柱时，各种颜色的色素在吸附柱上从上到下排列成色谱，故称“色层分离法”。1931年有人用氧化铝柱分离了胡萝卜素的两种同分异构体，显示了这一分离技术的高度分辩力，从此引起了人们的广泛注意。自1944年应用滤纸作为固定支持物的“纸层析”诞生以来，层析技术的发展越来越快，五十年代开始，相继出现了气相色谱和高压液相层析，其它如薄层层析、亲合层析、凝胶层析等也迅猛发展。层析分离技术操作简便，样品用量可大可小，既可用于实验室分离分析，又适用于工业生产中产品的分析制备。现已成为生物化学、分子生物学、生物工程等学科广泛应用而又必不可少的分析工具之一。 根据所用的支持物及其理化性质不同可将层析法分成三类：1. 用固体吸附剂做支持物的称吸附层析；2. 用吸附了某种溶剂的固体物质(如滤纸)做支持物的称为分配层析；3. 用其表面所含离子能与溶液中的离子进行交换的固体物质做支持物的称为离子交换层析。 纸层析所依据的原理是分配层析，故属于分配层析的范畴。 ㈠分配层析 分配层析法是利用不同的物质在两个互不相溶的溶剂中的分配系数不同而使之得到分离的方法。将分配层析法中的一种溶剂设法固定在一个柱内，再用另外一种溶剂来冲洗这个固定柱，同样可达到将不同物质分离的目的。我们把固定在柱内的液体称为固定相，把用作冲洗的液体叫做流动相。为了使固定相固定在柱内，需要有一种固体物质把它吸牢，这种固体物质本身对分离无作用，对溶质也几乎没有吸附能力，称为支持物。进行分离时由于被分离物质的各组分在两相中的分布不同，因此当流动相移动时，不同组分移动的速度也不相同。易溶于流动相中的组分移动快，在固定相中溶解度大的组分移动就慢，结果得以分离。 显然，分配层析法中不同溶质的分离取决于其在两相(固定相和流动相)间分配系数的不同，分配系数(α)的定义是：α =溶质在固定相的浓度(C S)/溶质在流动相的浓度(C L) 滤纸层析法是以滤纸作为惰性支持物的分配层析。滤纸的成份是纤维素，其–OH基为亲水性基团，可吸附一层水或其它溶剂作为固定相(S)。通常把有机溶剂作为流动相(L)。当将溶质样品(被分离物)点在滤纸的一端后，该物质溶解在吸附于支持物上的水分子或其它溶剂分子的固定相中，有机溶剂作为流动相自上而
地震层析成像
地震层析成像 摘要：层析成像方法是一种公认的基于地震数据的有效方法，近20年来，层析成像方法发展迅速。从原理上讲，层析成像方法可分为两大类，一是基于射线理论走时层析成像，二是基于波动方程的散射层析成像。本文介绍新的层析成像方法及其技术，包括各向异性介质的2D立体层析成像；时移层析成像的超声数据试验；绕射层析成像的迭代方法：真振幅偏移的本质；用于速度模型构建的下行波折封层析成像和反射层析成像；多尺度波动方程反射层析成像，并在后面展开层析成像方法应用于构造速度模型的分析和实例。 关键字：层析成像；偏移成像；速度模型；克希霍夫偏移。 一、引言 偏移成像在地震勘探和开发过程中，已经成为一种关键的地震数据处理技术。成像的精度和可靠性依赖于速度模型的准确与否。 速度分析历来都是地震资料处理的基础工作，从均方根速度、层速度以及叠加速度等，贯穿于地震资料处理的方方面面，速度分析方法丰富多样。迄今，层析成像方法是一种公认的基于地震数据的有效方法，近20年来，层析成像方法发展迅速。从原理上讲，层析成像方法可分为两大类，一是基于射线理论走时层析成像，二是基于波动方程的散射层析成像。后一种层析成像很复杂，正处于理论研究阶段。尽管其实际应用不多，但却是层析成像的发展方向。 走时层析成像比较成熟，有很多的实际应用。它又可细分为初至走时层析成像和反射走时层析成像。初至走时层析成像方法简单直观，稳定性较好，主要应用于井间地震以及近地表的速度分析，但是，初至走时层析成像由于只利用初至走时，所以，得到的速度模型比较粗糙，分辨率也较低。 反射层析成像主要应用于地下速度和反射层深度的反演，以及叠前或叠后偏移的速度分析之中。前者由于速度和深度之间的藕合关系，以及反射波到达时间及其层位难于拾取等，制约了它的广泛应用，但是，这是一种极具价值和潜力的反演方法。后者则是利用经过叠前或叠后CRI道集中同相轴未被拉平的剩余时差，经过层析成像来修正用于偏移的速度模型。这种构建速度模型的方法，目前正广泛应用于叠前深度或时间偏移中。 值得关注的还有，地震资料与其他地球物理资料间的联合反演，其反演结果互为验证、相得益彰，为我们提供了更为可靠的反演结果。 二、新的层析成像方法及其技术 1.各向异性介质的2D立体层析成像 立体层析成像是一种利用局部相关同相轴作为输人的斜率层析成像方
层析分离技术.
F t V R R ?=m s m s V V K q q k =='b u 色层分离技术 色层分离：是一组相关技术的总称，也称为色谱分离或层析分离。 按固定相的基质（载体）类型分类： 层析：载体一般为软基质的凝胶，常用的有纤维素、琼脂糖、交联葡聚糖、交联琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等，只适合在低压下操作。 色谱：载体一般为高强度的经过表面该性的硅胶、聚甲基丙烯酸或聚苯乙烯材料，适合在高压下使用。也有人将层析称为色谱。 用途：用在产品的精制阶段，目标是获得合乎使用要求的产品。 层析：一般用于生物大分子或酶的批量纯化。 高压液相色谱：具有生物活性的小分子物质的分离纯化。 色层分离过程包含两部分： ●固定相：载体或载体+功能基团 ●流动相（洗脱液）：缓冲液或有机溶剂 对于高压液相色谱和低压层析，操作模式有很大区别。 液相色谱的基本原理和参数 ●保留时间(t R )和保留体积(V R ) 从进样开始到后来出现样品的浓度极大值所需的时间为保留时间，用t R 表示。在这段时间内冲洗剂（流动相）流过的体积为保留体积，用V R 表示。 理论塔板数的计算公式为：2)(σR t N = 容量因子k ' 和平衡常数K 某物质的k '定义为在分配平衡时该物质在两相中绝对量之比。而平衡常数K 为平衡时，物质在两相的浓度比：)()('m s q q k 物质在流动相的量物质在固定相的量= ) /)/(m m s s V q V q K 物质在流动相的浓度（物质在固定相的浓度= Vs 和Vm 分别为柱内固定相和流动相所占的体积。于是有 溶质在固定相停留的时间分数= ' 1'k k q q q m s s +=+ 溶质在流动相停留的时间分数'11k q q q m s m +=+= 在柱内溶质只有转移到流动相时才能沿柱的方向向前移动，所以对于一个在柱内有保留的溶质，其谱带移动速度( )总是小于流动相的移动速度( )，而等于流动相的移动速度与该谱带对应的溶质在流动相停留的时间分数之积：)' 11(k u u m b += 而当柱长一定时，溶质谱带的移动速度和流动相的移动速度与它们通过柱子所花费的时间成反 比： R o R m b t t u u = )'1(0k t t R R += 当柱外死体积可忽略不计时，m R V V =0 s m m m R KV V k V V V +=+=' 0'0001'R R R R R R R t t t t t t t k =-=-= 柱效率： 塔板高度（H ）和塔板数（N ）是衡量色谱柱效率的两个重要指标。 塔板高度（H ）：在某一段柱长范围内溶质在固定相和流动相之间达到分配平衡，这段柱长就相当于一个理论塔板的高度(HETP 或H)。 理论塔板数的计算公式为： 式中R t 为标准偏差。 理论塔板高度为： 式中， L ? 柱长。 m u 2)(σR t N =L H =m R V V =00'0001'R R R R R R R t t t t t t t k =-=-=
氨基酸的纸层析
氨基酸的纸层析 一、实验目的 1、了解纸层析法的使用原理。 2、掌握用纸层析法分离蛋白质的操作步骤。 二、实验原理 1、纸层析法是以滤纸作为惰性支持物的分配层析方法，滤纸上的纤维具有羟基，是亲水基团， 滤纸吸附水作为固定相，其上流经的有机溶剂即展层剂作为流动相。当展层剂流经固定相时，固定相上的样品由于亲水、疏水能力不同，在两相之间不断分配，疏水能力强的多溶于流动相，随流动相移动距离较远，亲水能力强的移动距离则较近。 2、所有的氨基酸的α碳上均连接一个氢原子和两个亲水基团羧基（—COOH）与氨基（—NH2）， 唯一的不同则在于R基团。因此R基团在氨基酸的亲水疏水能力对比中起到了决定性的作用。本实验采用脯氨酸、甘氨酸，苯丙氨酸，组氨酸，其亲水疏水能力迥异，能在滤纸上明显分开。 分配系数K=溶质在固定相中的浓度/溶质在流动相中的浓度 3、Rf值表示原点中心至显色斑点中心的距离与原点中心至流动相前沿的距离比。在一定条件 下，Rf值为定值，其影响的因素有物质本身的性质，溶剂的性质，PH值，温度，滤纸的性质等等，本实验不予探究。在测量原点中心至显色斑点中心的距离时，由于斑点的形状不规范（近似圆形），所以，一般取斑点的重心，测量出重心与起点的距离即可。
4、显色原理：茚三酮在弱碱性溶液中与α—氨基酸共热，引起氨基酸氧化脱氧，脱羧反应，最 后茚三酮与反应产物——氨和还原茚三酮发生作用生成紫色物质。 三、试剂 1.酸性层析液：正丁醇：88% 甲酸：水=15：3：2
2.显色储备液：0.4mol/L茚三酮—异丙醇：甲酸：水=20：1：5
实验六 氨基酸的纸层析法
氨基酸的纸层析法 一．目的 了解并掌握氨基酸纸层析的原理和方法。 二、原理 以滤纸为支持物的层析法，称为纸层析法。纸层析所用展层剂大多由水和有机溶剂组成。展层时，水为静止相，他与滤纸纤维亲和力强；有机溶剂为流动相，它与滤纸纤维亲和力弱。有机溶剂在滤纸上又下向上移动的，称为上行法；有上向下移动的，称为下行法。 将样品在滤纸上确定的原点处展层，由于样品中各种氨基酸在两相中不断进行分配，且他们的分离系数各不相同，所以不同的氨基酸随流动相移动的速率也不相同，于是各种氨基酸在滤纸上就相互分离出来，形成距原点不等的层析点。 在一定条件下（室温、展层剂的组成、滤纸的质量、PH值等不变），不同的氨基酸有固定的移动速率（Rf值）Rf=原点到层析点中心的距离/原点到溶剂前沿的距离。用混合氨基酸做样品时，如果只用一种溶剂展层，由于某些氨基酸的移动速率相同或相近，就不能将它们分开，为此，当用一种溶剂展层后，可将滤纸旋转90度，以第一次所的层析点为原点，在用另一溶剂展层，从而达到分离的目的。这种方法称为双向层析法。 本试验主要介绍的是单向层析法。其中混合氨基酸有精氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸组成。
三、实验仪器 1、新华滤纸 2、层析缸 3、细线 4、点样管 5、橡皮筋 6、电吹风 7、喷雾器 四、实验试剂 1、混合氨基酸（精氨酸，酪氨酸，苯丙氨酸） 2、展层剂：正丁醇：12%氨水：95%乙醇：蒸馏水=13：3：3：1（v:v） 3、0.5%茚三酮—无水丙酮溶液：0.5g茚三酮溶于100ml无水丙酮，贮于棕色瓶中 五、实验步骤 1、取滤纸剪成20×10厘米的滤纸条一张，在一端打孔，系一根细线，在另一端2~3cm处用铅笔画一横线，中间画一圆点（原点）。 2、取毛细管一支(回收)，吸取氨基酸混合液，在原点处点样，样点直径不宜超过5mm,每点一次用吹风机吹干，点2~3次为佳。 3、点样后将滤纸放入层析缸中展层，注意点样线要高于层析液面，滤纸不要贴在层析缸璧上，当展层至另一端1~2cm处时，停止展层（大约2~3小时）。
(完整版)tomography层析成像代码
a=[];a(144,108)=0; p=[];p(108,1)=0; %慢度 t=[];t(144,1)=0; T=[];T(12,12)=0; I=[];I=eye(108); k=[];k(144)=0; %斜率 m=1; %%%%%%%% 设置图形%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure; set(gca,'ytick',[0:3:36]); axis([0 45 0 36]); title('单边激发—单边接收：'); hold on;grid on;box on; %hold on 图像打开，grid on 网格打开，box on 坐标轴镶边。%%%%%%%%%%%%%%% 确定矩阵a %%%%%%%%%%%%%%%%%% for S=1:12 for F=1:12 XY=[]; d=[]; k(m)=(F-S)*3/(9*5); x_z=0:45;y_z=k(m)*x_z+(S*3-1.5); plot(x_z,y_z,'b'); for i=5:5:40 XY(1,i/5)=i; XY(2,i/5)=k(m)*i+(1.5+3*(S-1)); end mm=9; for j=(min(S,F)*3):3:(max(S,F)*3-3) XY(1,mm)=(j-(1.5+3*(S-1)))/k(m); XY(2,mm)=j; mm=mm+1; end XY(1,mm)=45;XY(2,mm)=(F-1)*3+1.5; for i=1:mm-1 for j=i+1:mm if XY(1,i)==XY(1,j)&&XY(2,i)==XY(2,j) XY(:,j)=[]; mm=mm-1; end end end for i=1:mm
纸层析法
纸层析法 植物叶绿体中色素的提取与分离 用具：剪刀一把、干燥的定性滤纸、50ml的烧杯及100ml的烧杯各3个、白纸3张、试管架一个、研钵一个、玻璃漏斗一个、尼龙布或纱布、毛细血管一只、药勺一个、10ml量筒一只，天平一只，试管3支、纸板一块、棉塞3个、培养皿3个、刻度尺、注射器一只、盖玻片试剂：无水乙醇（或丙酮）、层析液（20份石油醚、2份丙酮、1份苯配置而成）、二氧化硅、碳酸钙（或碳酸钠） 材料：新鲜的菠菜叶、青菜叶、大叶黄杨叶片 背景资料： 1、叶绿素等是脂溶性的有机分子，根据相似相溶的原理，叶绿素等色素分子溶于有机溶剂而不溶于有极性的水。故在研磨和收集叶绿色素时要用丙酮或乙醇等有机溶剂而不用水。 2、叶绿素分布于基粒的片层薄膜上，加入少许二氧化硅是为了磨碎细胞壁、质膜、叶绿体被膜和光合片层，使色素溶解于无水乙醇等溶剂中。即，加入少许二氧化硅（石英砂）是为了使磨碎充分，释放出色素。 3、破碎的细胞中含有草酸等有机酸，叶绿素分子中含有的Mg元素处于不稳定化合态，镁离子与有机酸结合将导致叶绿素分子破坏。加入少许碳酸钙使得钙离子与有机酸结合，减少镁离子的转移，防止研磨时叶绿体色素的破坏。所以在研磨时加入适量的碳酸钙保护色素（叶绿素），同时加入碳酸钠的道理亦如此。 4、在过滤时选用脱脂棉或纱布，而不用滤纸。原因主要有下：（1）色素分子比较大，不容易透过滤纸；（2）滤纸有较强的吸附性而使色素吸附在滤纸上，从而降低色素浓度，影响实验效果；（3）叶绿素是脂溶性，根据相似相容的原理，脱脂棉可以减少实验过程中色素的流失，增强实验效果。 5、根据物理学中的毛细现象，画滤液细线前，滤纸必须经过干燥处理，是为了阻止水分子堵塞滤纸中的毛细管而影响层析液的扩散。但如果用火烤的话，会使滤纸纤维变形同时破坏啦毛细管，而影响层析液的扩散。要自然阴干。为了使滤液细线处的色素足够，画滤液细线要重复多次，以积累足够的色素。否则，色素带颜色浅。 6、由于液面的不同位置表面张力不同，纸条接近液面时，纸条边缘的表面的张力较大，层析液沿滤纸边缘扩散过快，而导致色素带分离不整齐的现象。故而，插入层析液的滤纸条一端要剪去两个角。 7、为了防止滤纸条倒入层析液中而使层析实验失败，层析液要低于滤液细线。同时，防止因液体表面张力引起层析液沿滤纸条向上的“壁流”而导致色素溶解。 8、色素分离的原理：纸层析是用滤纸作为载体的一种色层分析法，其原理主要是利用混合物中各组分在；流动相和固定相的分配比（溶解度）的不同而使之分离。滤纸上吸附的水为固定相（滤纸纤维常能吸20%左右的水），有机溶剂如乙醇等为流动相，色素提取液为层析试样。把试样点在滤纸的滤液细线位置上，当流动相溶剂在滤纸的毛细管的作用下，连续不断地沿着滤纸前进通过滤液细线时，试样中各组份便随着流动相溶剂向前移动，并在流动相和固定相溶剂之间连续一次就有一次的分配。结果分配比（溶解度）比较大的物质移动速度较快，移动距离较远；分配比较小的物质移动较慢，移动距离较近，这样，试样中各组分就分别聚集在滤纸的不同位置，从而达到分离的目的。
光学原理_光学相干层析成像技术
光学相干层析成像技术 摘要： 光学相干层析成像技术（Optical Coherent Tomography, OCT）在生物组织的微观结构成像的研究中起着重要的作用，它是一种非接触的、无损伤的和高性能的成像技术。和传统的时域OCT（Time Domain-OCT）相比，频域OCT（Fourier Domain-OCT）能够提供了更高的分辨率，更高的动态范围，以及更高速的成像速度，被广泛的应用在了生物组织医学成像等方面。但不可否认的是，对于像跟腱，角膜，视网膜，骨头，牙齿，神经，肌肉等具有双折射特性的生物组织，FD-OCT 没有足够的能力来描述这些它们的分层结构和双折射的对比度。偏振OCT （Polarization Sensitive-OCT）的基础正是由于样品组织对于偏振光的敏感性而建立的。因此，PS-OCT是描述具有双折射特性组织的强有力的工具。偏振频域OCT（Polarization-sensitive Fourier-domain optical coherence tomography，PS-FD-OCT）是目前最优的OCT是PS-FD-OCT。它系统同时具备了偏振OCT 和频域OCT两种系统的优点。本文利用琼斯矢量法对其进行了描述。 正文： 1光学相干层析成像技术的发展和现状 1.1光学相干层析成像技术的发展 显微成像技术已经发展了很长时间了。为了观察生物组织、微生物组织和了解材料的结构，人们发展了多种成像技术，如：X光技术及层析技术、核磁共振技术、超声、正电子辐射层析技术及光学层析成像技术OT（Optical tomography）等。在OT技术中的光源主要采取红外或近红外光（700—1300nm），该波段光较容易透过某种生物类混沌介质，对生物活体无辐射伤害，而且通过分析光谱还可以获得组织的新城代谢功能等信息。因此OT技术正在生物医学界得到广泛的研究和应用。根据原理OT技术可以分为两类：散斑光学层析成像技术DOT （diffuseoptical tomography），和光学衍射层析成像技术ODT（optical diffractiontomography）。 OCT（Optical coherence tomography）技术是在ODT技术的技术之上发展起来的。由于OCT系统具有结构简单、设备造价低廉，并可以实现高精度的组织
2010级色谱分离技术试题111
2010级色谱分离与技术试题 班级：工业催化10级 姓名：杨昭 学号：405504110134 1.什么是色谱分离技术？ 答：色谱分离技术又称层析分离技术或色层分离技术，是一种分离复杂混合物中各个组分的有效方法。它是利用不同物质在由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配，从而使各物质达到分离。 2.高效液相色谱与气相色谱相比有何特点？ 答：与气相色谱相比高效液相色谱具有“三高一广一快”的特点：〈1〉高压：流动相为液体，流经色谱柱时，受到的阻力较大，为了能迅速通过色谱柱，必须对载液加高压。〈2〉高效：分离效能高。可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果，比工业精馏塔和气相色谱的分离效能高出许多倍。〈3〉高灵敏度：紫外检测器可达0.01ng，进样量在μL数量级。〈4〉应用范围广：百分之七十以上的有机化合物可用高效液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析，显示出优势。〈5〉分析速度快、载液流速快：较经典液体色谱法速度快得多，通常分析一个样品在15～30 min，有些样品甚至在5 min内即可完成，一般小于1h。此外HPLC还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等优点，但也有缺点，与气相色谱相比各有所长，相互补充。HPLC的缺点是有“柱外效应”。在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间（进样器、柱接头、连接管和检测池等）中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。HPLC检测器的灵敏度不及气相色谱。 3.分别写出速率理论在高效液相色谱法和气相色谱法（包括填充柱色谱和开管柱色谱）中的表达式，并说明理由。 答：速率理论是由荷兰学者van Deemter在1956年提出的。该方程的数学简化式为： 其中，u为流动相的线速度；A, B, C为常数，分别代表涡流扩散项系数，分子扩散项系数，传质阻力项系数。 涡流扩散项A＝2λd p； 分子扩散项在气相色谱里为B/u＝2γD g/u； 至于传质阻力项系数Cu对于填充柱，气相传质阻力系数Cg=0.01k2/(1+k)2*d p2/D g，固定相传质阻力系数C l=2/3*k/(1+k)2*d f2/D l，则气相色谱中的速率方程为： 在液相色谱中，涡流扩散项A＝2λd p；
纸层析法分离氨基酸实验报告
前言 纸层析法纸层析法又称纸色谱法，是目前广泛应用的一种分离技术。本世纪初俄国植物学家M.Tswett发现并使用这一技术证明了植物的叶子中不仅有叶绿素还含有其它色素。现在层析法已成为生物化学、分子生物学及其它学科领域有效的分离分析工具之一。它是一种以纸为载体的色谱法。固定相一般为纸纤维上吸附的水分，流动相为不与水相溶的有机溶剂；也可使纸吸留其他物质作为固定相，如缓冲液，甲酰胺等。将试样点在纸条的一端，然后在密闭的槽中用适宜溶剂进行展开。当组分移动一定距离后，各组分移动距离不同，最后形成互相分离的斑点。将纸取出，待溶剂挥发后，用显色剂或其他适宜方法确定斑点位置。根据组分移动距离（Rf值）与已知样比较，进行定性。用斑点扫描仪或将组分点取下，以溶剂溶出组分，用适宜方法定量（如光度法、比色法等）。 纸层析法（paper chromatography）是生物化学上分离、鉴定氨基酸混合物的常用技术，可用于蛋白质的氨基酸成分的定性鉴定和定量测定；也是定性或定量测定多肽、核酸碱基、糖、有机酸、维生素、抗菌素等物质的一种分离分析工具。纸层析法是用滤纸作为惰性支持物的分配层析法，其中滤纸纤维素上吸附的水是固定相，展层用的有机溶溶剂是流动相。 在环境分析测试中，有时用纸层析法分离试样组分，它用于一些精度不高的分析，如3，4-苯并芘。但不如GC、HPLC应用普遍。在
做叶绿体色素分离时用到,将叶片碾碎，浸出绿色液体，将液体与层析液（石油醚）混合，将滤纸一段进入混合液体，四种色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上留下4条色素带。由此观查出各种色素的相对含量和种类。 纸层析法一般用于叶绿体中色素的分离，叶绿体中色素主要包括胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散地快，反之则慢；含量较多者色素带也较宽。最后在滤纸上留下4条色素带，所以利用纸层析法能清楚地将叶绿体中的色素分离。 图1 叶绿素的分离 氨基酸氨基酸是构成蛋白质的基本单位，广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。随着生物工程技术产业的发展逐渐成为2l世纪全球的主要产业之一，氨基酸的需求量越来越大，品种变更越来越快，工艺改革越来越新。目前全世界氨基酸每年的产量为100万吨，而需求总量是800万吨。我国自20世纪60年代起，氨基酸的应用在食品工业占61％，在饮料工业占30％，医药、日用化工、农业、冶金、环保、轻工、生物工程技术等方面占用的比例逐年增加。 氨基酸在人类生活的很多方面都有着应用：