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色素分析仪(色素分析仪原理)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-16 18:44   点击:68  编辑:admin   手机版

1. 色素分析仪原理

微藻,净化海洋环境的明星

你知道吗?在辽阔的蔚蓝海洋中生长着一类人们肉眼看不见的微小生物,但在显微镜下,我们却能清晰地看到它们千奇百怪的形态:有的如小球、有的似心形、有的如圆月、有的似银梭、有的如月牙、有的呈三角形。虽然它们自身的运动能力非常弱,但其特殊的体形能够很好地适应漂浮生活,可随波逐流地漂浮或悬浮在有光的表层海水中。

与陆地上的树木、作物、杂草类似,此类生物具有叶绿素,能够进行光合作用,将二氧化碳和海水中的氮、磷等营养成分合成为自身所需的有机物,同时释放氧气到大气中。它们大多是单细胞生物,故人们称其为单细胞藻类(unicellular algae);因藻体微小(一般只有千分之几毫米),人们又称其为微藻(Microalgae)。在分类学上,研究人员常把具有中央体的某些蓝藻类植物(例如螺旋藻等)也归为微藻。

目前,在中国海记录到的海洋微藻约有1800多种。由于不同种类的微藻所含的色素成分(叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等)及比例各不相同,因而呈现出斑斓的色彩:绿藻因叶绿素a、叶绿素b含量丰富而呈草绿色;蓝藻因含较多的叶绿素“藻蓝蛋白呈现蓝绿色;红藻主要含有藻红蛋白而呈现红色或玫瑰红色;硅藻和金藻则因含有较多的叶黄素而呈现出黄色、褐色、金褐色或黄褐色。

小微藻大用途

20世纪50年代以来的研究证明,微藻是海洋中的主要初级生产者,是海洋食物链的基础,驱动着整个海洋生态系统的能量流和物质流,直接和间接地养育着几亿吨的海洋动物,因此在海洋生态系统的物质循环中起着十分重要的作用。海洋微藻一旦受到破坏,将危及其他海洋生物及整个海洋生态系统。

微藻对人类社会的生产、生活也有着十分重要的作用。目前,海洋微藻的开发利用主要集中于以下几个方面,有些用途已达到工业化生产水平,比如:作为人类的营养食品和健康食品;作为可再生生物能源,可通过热解获得生物质燃油,或通过光合作用及其特有的产氢酶系将水分解为氢气和氧气;提取色素、药物及甘油等化学产品;作为水产动物的饵料和禽畜饲料的添加剂。

然而,微藻的用途远不止这些,消除入海污染物、清洁海洋环境便是它们近年来颇受关注的一种新用途。净化海水养殖业废水

在当今集约化海水养殖业中,废水的排放是海水受到污染的一个重要原因。在鱼、虾、贝、蟹等的工厂化养殖和育苗过程中,由于饲料投喂过多,投放的干湿饲料只有约20%被养殖动物食用,过剩的饲料则在养殖水体中扩散累积,引起水体中氮、磷含量升高;同时,养殖动物的代谢作用也会造成水体中氨态氮和有机氮浓度升高。这样的废水一旦排入近岸海域,海水将因无机氮、磷的浓度增加而发生富营养化或产生赤潮,严重威胁到海洋生物的生长。因此,养殖业废水在排放前必须进行有效处理。小小的微藻就能对养殖业废水进行有效净化。

微藻生长期间,各种形式的无机氮和有机氮均可被其所利用,磷则主要以磷酸一氢根和磷酸二氢根的形式被它们吸收。当微藻被引入养殖业废水中时,藻细胞通过光合作用向水中供氧,增加水中的溶解氧,使好氧菌能够不断分解有机质,进而产生二氧化碳,作为藻细胞光合作用的碳源。因此,在净化水质的过程中,人们常将微藻与细菌联合使用,也即我们通常所说的“藻菌共生”。同时,微藻吸收利用氮、磷等营养盐合成复杂的有机质。这就是微藻净化养殖业废水的机理。

微藻光能利用效率高、生长繁殖迅速、产量高等特点,决定了其对营养物质的吸收和累积过程迅速;养殖业废水中的污染物浓度比工业废水和生活污水低得多,所以只要给微藻提供适宜的生长条件(光照、温度、pH值等),即可迅速改善废水的水质。

中国海洋大学的研究人员将一种绿藻——亚心形扁藻

(Platymonas subcordiformis)引入光一膜组合式生物反应器中,用于去除南美白对虾养殖废水中的氮磷营养盐。通过超滤膜组件良好的分离截留性能,使反应器中保持高密度的微藻细胞(藻密度达到2.51×107个细胞/毫升)。连续运行结果表明,废水中无机氮和无机磷的去除率分别达到83%和95.8%;净化后的水中,无机氮和无机磷浓度均达到《海水水质标准》(GB3097-1997)的二类标准要求,可以循环用于海水养殖,大大减轻了近岸海水的氮、磷污染负荷。

中国科学院大连化学物理研究所发明的专利——“海绵一微藻”集成系统则是首先在工厂化养殖废水中接种微藻,吸收转化海水中无机氮和无机磷为微藻生物量;接种一定时间后,将海绵放到微藻生物量增加的废水池中,滤食微藻。通过微藻和海绵生物的联合作用,污染水体得到净化,过量无机氮、磷营养盐排入海水后引发的富营养化问题也大大减轻。

分解海洋中的有机毒物

2. 色素仪器分析

测定SOD的方法除少数采用直接法外,一般多为间接法。1.直接法原理是根据O2或产生O2的物质本身的性质测定O2的歧化量,从而确定SOD的活性。

经典的直接法包括:脉冲辐射分解法、电子顺磁共振波法(EPR)、核磁共振法。由于所需的仪器设备价格昂贵,一般较少应用。

2.一般化学法这些方法的共同特点是要有一个O2的产生体系和一个被O2还原或氧化的可检测体系。

在SOD存在下,一部分O2被SOD歧化,因而O2还原或氧化检测体系的反应受到抑制。

根据反应受抑制程度,测定SOD的活性。

一般化学法有邻苯三酚自氧化法、细胞色素C还原法、羟胺法、黄嘌呤氧化酶-NBT法、肾上腺素法、没食子酸法、6-羟多巴胺法、亚硝酸盐形成法和碱性二甲亚砜法。

3. 色素分解仪原理

(一)光合色素的提取

1、选材:选择鲜绿、柔软的绿色菠菜叶

2、研磨:

(1)5g菠菜叶,去叶脉,剪碎放入研钵中。

(2)分别加入无水乙醇有机溶剂,要少量多次加,以利于溶解色素;加CaCO3是为了保护色素(CaCO3能中和有机酸),是因为在研磨过程中,液泡也容易被破碎,液泡中的有机酸容易分解色素,色素被分解的多了,提取液中的色素就少了,实验效果不明显。加石英砂(SiO2)使研磨更加迅速。

3、过滤:不能使用滤纸,滤纸有吸水性,一般要用尼龙布或纱布,最后得到提取液。

(二)光合色素的分离

1、原理:根据不同色素在层析液中溶解度不同

2、过程

(1)制备滤纸条

(2)用毛细玻璃管在滤纸条上划线,应先用铅笔划线,再用毛细玻璃管蘸取提取液划线,要多次反复的划,第一次干了,再划第二次,要尽可能细,尽可能直。

(3)烧杯 中的层析液(20份在60—90℃下分离出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成的)

(4)色素分离的方法:纸层析法

4. 液相色素仪

原理是:溶于流动相( phase)中的各组分经过固定相时,由于与固定相(stationary phase)发生作用(吸附、分配、离子吸引、排阻、亲和)的大小、强弱不同,在固定相中滞留时间不同,从而先后从固定相中流出。

色谱法zui早是由植物学家茨维特(Tswett)在1906年研究用碳酸钙分离植物色素时发现的,色谱法(Chromatography)因之得名。后来在此基础上发展出纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法。

5. 色素分解仪工作原理

原理主要是因为小苏打是碱性,可中和多数的酸性油脂变成水溶性物质,让污渍容易清除。白醋和小苏打发生反应后,会有一定的分解乳化作用,被染色的衣服放进去浸泡,就会把上面的色素分解掉,这样就能让衣服变回之前的颜色了。

用小苏打清洗染色衣服的具体步骤:

1、首先准备一个干净的盆,在里面加入适量温水,水温最好是在50℃左右。

2、然后往里面加1碗白醋、半碗小苏打。因为白醋是酸性的,小苏打是碱性的,两者加到一起后会发生化学反应,产生二氧化碳,所以在加到水里面后,会看到水里面会冒气泡。

3、往盆里面再加点洗衣粉,可以增加清洁效果。把染色的衣服放进去,尽量摊开,浸泡半小时,然后再稍微搓洗一下,就能让衣服变回之前的颜色了。

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