高效液相色谱-原子荧光光谱法分析鱼肌中的总硒和形态硒

硒是人体必需的15种营养素之一,人体内不同形态硒的生物活性存在明显差异,鱼类是含硒量较高的动物,是人体摄入硒的重要来源,因此准确测试鱼肌中总硒和形态硒含量具有重要的意义。将鱼肌样品消解,采用原子荧光光谱法对消解液进行分析,总硒浓度在0~10μg/L内线性关系良好,标准曲线相关系数大于0.999,检出限为0.09μg/L,相对标准偏差(RSD)为0.77%,加标回收率为104.2%,表明方法准确度较好。优化高效液相色谱-原子荧光光谱法的测试参数分析形态硒,其测试结果为硒代胱氨酸、亚硒酸盐、硒代蛋氨酸、硒酸盐等4种形态硒的标准曲线在10~200μg/L浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,检出限在2.87~4.47μg/L之间,相对标准偏差(RSD)在1.14%~2.13%之间,各形态消解前加标的加标回收率在91.6%~108.9%之间,消解后加标的加标回收率在90.1%~109.7%之间,结果表明该方法对鱼肌形态硒测定有很好的准确性和可靠性。

海洋解木糖赖氨酸芽孢杆菌JZ008对重金属Cd^(2+)、Cr^(3+)和Cu^(2+)的吸附作用

利用单因素实验对海洋解木糖赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus xylanilyticus sp.JZ008)培养条件进行了优化.优化后的培养条件:温度为35℃、pH值为7.5、接种量为3%(V/V)、装液量为50cm3/250 cm3时,菌量达到2.01×108CFU/cm3,比优化之前提高了40.6%.添加海藻寡糖可以促进菌株生长,添加量为5.0 g/dm3时发酵液中活菌数是对照组的2.51倍.研究了菌株JZ008对Cd^(2+)、Cr^(3+)、Cu^(2+)3种重金属离子的吸附特性,结果表明菌株JZ008对3种重金属离子污染的水溶液吸附率效果明显,20 d吸附率分别达到95.6%、96.4%、87.0%.土壤重金属吸附实验结果表明,海藻寡糖复配菌株JZ008组对Cd^(2+)、Cr^(3+)、Cu^(2+)吸附效果明显,60 d吸附率分别达到82.5%、82.0%、86.9%.菌株JZ008对重金属的优良吸附作用为进一步开发解木糖赖氨酸芽孢杆菌在重金属修复方面的应用奠定了基础.

原位高分辨微区元素分布特征检测技术的应用进展

样品中各元素原位、微区、高分辨率的空间分布特征具有现实而重要的研究意义.在生物样品中,元素原位空间分布特征可以作为生理过程的指示指标,揭示代谢途径,并可反映周围环境特征对生物体的影响方式.在地质样品中,元素原位空间分布特征可以作为矿产评估依据,也可作为研究环境地球化学变化过程的重要指标.目前常用的几种微区元素原位分布特征测试技术包括:微区XRF技术(µXRF)、同步辐射技术(SR)、能谱电子显微镜联用技术(EM-EDS)、电子探针技术(EP)、激光剥蚀联用电感耦合等离子体质谱技术(LA-ICP-MS)、激光诱导击穿等离子发射光谱技术(LIBS)等.根据其测试原理,这些技术在是否无损、是否定量检测、适合样品类型和大小、前处理方式复杂程度、检出限高低、分辨率大小等方面存在差异.介绍和总结了当前主流的微区原位元素分布检测技术,分析比较了各种技术的优缺点及其适用的样品类型和应用范围,对标准样品的选择、数据校准处理及可视化成图等方案进行初步探讨,为相关的科研分析工作提供技术参考.

对虾白斑综合症病毒极早期基因启动子筛选文库的构建

对虾白斑综合症病毒(white spot syndrome virus,WSSV)是危害对虾养殖业的主要病原,而WSSV极早期基因对病毒功能基因的转录翻译和调控起着至关重要的作用.本研究将WSSV基因组以超声法随机断裂至400～900bp DNA片段,并插入启动子缺失且多克隆位点下游具有报告基因的载体来构建文库,转染昆虫细胞Hi5.倒置荧光显微镜观察发现部分转染后的细胞有增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的表达,表明这部分细胞中的DNA片段可能具有极早期启动子活性.流式细胞仪分析显示,这部分荧光细胞占总细胞的比例为0.35%.由于转染效率为50%,可认为占比0.7%的WSSV基因组随机片段能在Hi5细胞中激发下游报告基因的转录翻译,可能具有极早期基因启动子活性.这对于进一步筛选和鉴定WSSV极早期基因及开展极早期启动子研究具有重要的意义.

对虾传染性皮下及造血组织坏死病毒荧光病毒样颗粒的构建

对虾传染性皮下及造血组织坏死病毒(IHHNV)是对虾养殖业中主要的致病病毒之一.在原核系统中表达该病毒的衣壳蛋白,发现其能够自组装成与天然病毒大小、形态相似的病毒样颗粒.本研究通过在衣壳蛋白原核表达质粒上融合表达增强型绿色荧光蛋白(EGFP),并在两融合蛋白之间插入一段接头序列(linker),使自组装不受空间位阻的影响.通过原核表达纯化,成功得到IHHNV的荧光病毒样颗粒(f VLPs).电镜下观察样品具有完整的二十面体形态,免疫金标实验发现EGFP成功展示在病毒样颗粒外表面.

索马里海盆多金属结核中关键金属富集机制及古环境记录

多金属结核富含Mn、Fe、Ni、Cu等元素以及Co和REY(稀土元素和钇)等关键金属,是重要的大洋矿产资源。为了探究西北印度洋索马里海盆结核中关键金属的富集机制及古环境记录,本文使用X射线衍射仪(XRD)分析了一个结核的矿物成分,并通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICPMS)和电子探针(EPMA)原位分析了该结核的微区元素组成。结果表明,研究区结核内层为柱状结构,中间为掌状,外层又变为柱状。结核主要由水成型富铁层构成,但外层中还存在薄的(100~200μm)成岩-混合型富锰层。富铁层MnO平均含量为25.1%,FeO为30.4%,Co为0.26%,Ni为0.24%,Cu为0.09%,ΣREY为1981×10^(-6)。富锰层MnO平均含量为52.0%,FeO为7.40%,Co为0.09%,Ni为2.45%,Cu为0.53%,ΣREY为719×10^(-6)。富铁层主要由含铁水羟锰矿构成,而富锰层主要由Ⅰ型布赛尔矿构成。Ni和Cu主要赋存于Ⅰ型布赛尔矿,Co和REY则主要赋存于含铁水羟锰矿中,并且Co存在一个“拐点”。富锰矿物(Ⅰ型布赛尔矿)相对更富集HREE,而含铁水羟锰矿中更富集LREE。从内到外,结核中ΣREY呈下降趋势,REY的变化主要受Ce影响。结核Mn/Fe比值与δCe不相关,但生长速率与δCe显著负相关,表明生长速率可能是控制Ce异常的主要因素,仅凭Ce异常不能区分结核微区的成因及氧化还原环境。根据Co经验公式估算,索马里海盆结核形成年龄为~1.46Ma。柱状结构的开始形成可能与早更新世晚期的古海洋环境转型有关。而掌状结构开始生长于~0.6Ma,中更新世气候转型之后风尘增加使得结核中Si和Al增加,并稀释了其他成矿元素。结核富锰层可能生长于末次间冰期的亚氧化底层水环境,且具有一定对称性和渐变性,指示了氧化还原环境的逐渐改变和恢复。

利用微区XRF技术的大洋固体矿产成分快速无损检测

深海固体矿产主要由铁锰结核、富钴结壳和多金属热液硫化物组成,元素在矿产中原位的分布和含量,对了解矿物成因、品位以及评估其经济价值有重要指示作用。本研究利用微区XRF分析技术对铁锰结核、富钴结壳、热液硫化物3种大洋类型矿产样品,进行高分辨、原位和无损的多元素空间分布检测,结果显示了不同元素在3种类型矿物中的空间分布特征。通过对测试数据进一步处理和优化成图流程,可以获得特定元素在矿物中半定量分布图,并对不同元素在矿物空间分布的差异性和相关性进行对比分析,从而建立一种肉眼可见的测试大洋矿产资源样品中元素原位分布的新方法。

共沉淀富集法测定海水中稀土元素含量方法研究

稀土元素已越来越多地应用于示踪各类地球化学体系的物质来源与岩石矿物形成等演化过程。但在进行海水样品的稀土元素检测时,由于样品的高盐特征和稀土元素的痕量特征又使得分析具有相当的挑战性。本研究旨在从高盐的海水基质中有效分离并富集痕量的稀土元素,同时结合电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)技术对海水中的稀土进行定量分析。通过对海水样品稀土元素的定量限分析、加标回收实验和梯度加标回收实验,验证了方法的准确性,评估方法的分离富集效率。通过共沉淀过程中的pH比较、氢氧化钠与氨水作为共沉淀剂的比较,确定了富集过程中共沉淀剂用量、种类等影响因素。通过稀土元素配分曲线的绘制与类似样品结果进行比对,以及标准海水的检测结果,验证了方法在实际样品中的可行性。本研究探索了共沉淀富集法在分离富集海水中稀土元素的实验条件,实现高盐背景下痕量稀土的准确定量,并将其用于近岸海水与孔隙水的实际检测。

基于微区XRF技术的海洋生物元素快速无损检测

海洋生物体中无机元素的分布特征,对其生理代谢活动具有重要的指示作用,并且能够揭示包括海洋重金属污染在内的多种环境变化特征。利用微区XRF技术对鱼、虾、双壳类、海胆等多种类型海洋生物样品表面的无机元素进行检测,并进行了高分辨、原位无损的多元素微区分布特征分析。结果显示,微区XRF技术检测虾类样品时可见氯(Cl)、钙(Ca)存在明显的分布互补性;检测鱼类样品时可观察到钾(K)、硫(S)在侧线的前后两侧分别存在趋同性和差异性;检测双壳类、海胆时也存在不同元素特异的分布特征。由此可见,该技术适用于多种海洋生物样品,便于比较不同元素在海洋生物表面分布的差异及相关性,并可在数据处理后形成肉眼可视的图像,从而为该技术在海洋生物元素分布检测领域的应用提供技术支持。

高效液相色谱-原子荧光光谱法应用于不同营养级鱼肌中汞的形态分析

汞是环境中最具威胁的元素之一,各形态汞的毒性不同,并且会随食物链的传递积累.因此,同时检测鱼肌中不同形态的汞含量,并分析其在不同生境及营养级的差异性具有相当重要的研究价值.通过高效液相色谱-原子荧光光谱联用法改变流动相中甲醇的浓度、光电倍增管负高压、空心阴极灯电流、还原剂及载流的浓度等条件,优化了不同汞形态组分的分离程度和响应值.在优化的试验条件下,将鱼肌样品经离心、过柱、洗脱等步骤处理后,由液相色谱分离,最终通过原子荧光法检测提取溶液中3种汞形态.结果表明,二价汞、甲基汞、乙基汞在0.2~10.0μg/L质量浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.9999,方法检出限在0.39~0.82μg/kg之间,平行样品相对标准偏差(RSD)均小于4.0%.方法前处理简单,准确度高,适用于鱼肉中汞的形态分析.方法应用于不同生境、不同营养级的鱼肌样品检测,可观察到不同营养级样品结果明显的差异性及同类样品间的相关性.

高效液相色谱-原子荧光光谱法分析底泥孔隙水中形态砷

砷是我国实施排放总量控制的指标之一,不同形态砷的毒性差别较大,因此研究砷的形态具有重要的意义.当前形态砷的研究主要集中在水产品方面,而对底泥孔隙水中形态砷研究较少.底泥孔隙水中砷的形态及污染情况是重要的环境指标,可影响生活于其中的生物并间接影响人类健康.采用高效液相色谱-原子荧光光谱法,以磷酸氢二铵为流动相,盐酸为载流,硼氢化钾为还原剂,对流动相的pH、光电倍增管负高压、空心阴极灯电流、盐酸体积分数、硼氢化钾浓度等参数进行了优化.在优化的测试条件下,亚砷酸盐[As(Ⅲ)]、二甲基砷(DMA)、一甲基砷(MMA)和砷酸盐[As(Ⅴ)]4种砷的形态在5~100μg/L范围内线性关系良好,标准曲线线性相关系数均大于0.9991,4种形态砷的检出限在0.22~0.43μg/L之间,相对标准偏差(RSD)均小于4.0%,各组分的加标回收率在89.0%~103.0%之间.测试结果表明方法准确可靠、操作简单,可用于底泥孔隙水中形态砷的测定.

在线富集纯化测试海水稀土元素含量方法研究

稀土既是重要战略资源,也是地球化学演变过程重要的示踪元素。海水中的稀土元素含量极低,同时受限于其高盐基质影响,高效准确测定一直是具有挑战性的工作。本研究旨在通过一套在线除盐装置去除海水基质的背景干扰,同时对14种稀土元素进行富集之后,直接利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行定量检测。通过空白样品分析,发现各稀土元素定量限在0.01~0.50 ng/L之间。14种稀土元素标曲线性系数r 2均大于0.999,相关性良好。样品pH梯度实验表明,当pH在2~6之间,测试结果准确度较好。对NASS-6标准海水样品稀土含量进行3次平行测试,各元素STD值在0.01~0.16之间;测定均值与文献报道值接近。加标回收实验显示各稀土元素回收率在94.81%~105.82%之间,进一步证明了该方法的准确度良好。测试大洋孔隙水样品稀土元素并绘制其配分曲线,曲线平滑度符合规律。海水中稀土元素含量既可用于指示海洋地球化学活动,也可用于污染物示踪,本研究探讨了快速在线富集检测海水稀土元素的方案,为后续相关研究的开展提供技术支撑。

利用微区XRF技术测定地质样品中元素含量研究

微区XRF是新兴的固体样品表面元素半定量分析技术,由于缺少同类基质标样和仪器参数整体优化方案等问题,使得该技术在定量分析方面的研究较少。本研究利用微区XRF技术对黄铁矿地质标样硫、铁元素进行检测,探讨了真空度、驻留时间、检测器频率、X射线功率等仪器参数对非标定量准确度的影响,结果显示了真空度和X射线功率是影响检测准确度的重要指标,真空条件下,硫、铁元素检测结果与标样理论值的相对误差从非真空时的-52.25%和59.95%减少到0.51%和-0.21%;在20、30、40和50 keV的X射线功率下,硫元素的相对误差分别为-12.65%、-5.70%、-1.22%、0.51%,而铁元素分别为14.79%、6.86%、1.76%、-0.21%。在优化的仪器参数下(检测器频率Tc设置为1μs,驻留时间设置为100 s, X射线功率设置为50 keV,检测环境设置为真空),对土壤样品GSS-1进行非标定量,发现多数元素平行性良好,3次检测的相对标准偏差在3%以内;由于样品基质复杂,定量准确度较差,相对误差范围在-14.08%到905.98%之间。为优化准确度,采用GSS-2~GSS-10土壤标样建立标准曲线,以标样GSS-1作为样品进行检测分析,结果显示通过线性校准曲线校正,GSS-1样品中多种元素检测值与理论值的相对误差减少到-13.07%到4.72%之间,而通过拟合标准曲线校正,相对误差在-13.64%到14.91%之间,两种标准曲线校正后全部元素的定量结果与理论值相对误差均在±15%之内。本研究结果表明,通过优化微区XRF测试参数,对黄铁矿简单基质样品可直接进行定量;对土壤基质复杂的样品,通过类似的基质标样建立相应标准曲线进行校准,也可获得准确度相对较好的定量结果。

微区XRF技术分析无机元素在植物中的原位分布

植物的无机元素分布特征对植物生理过程具有重要的指标作用,可揭示营养物质分布、代谢途径及毒理耐受性等多种生命过程。用微区XRF技术测试样品中无机元素的分布,具有原位无损、可进行较大面积样品连续成像分析以及前处理过程简单等诸多优势。将微区XRF技术应用于植物样品不同器官的无机元素分布检测,旨在探讨该技术在植物样品测试中的仪器参数选择、样品前处理方法和数据后处理手段等对测试结果的影响。为得到可靠的实验结果,对不同含水量的器官进行不同的前处理,并比较不同驻留时间、测试腔体真空与否等仪器条件对测试结果的影响,同时对数据处理方法进行探索,包括对获得的数据进行图像叠加及对不同元素浓度比例进行半定量分析。研究结果表明,微区XRF技术测试植物样品中无机元素分布具有一定的技术优势。