纤维质生物乙醇生产预处理及分析方法
第26卷,总第149期2008年5月,第3期《节能技术》
E NERGY C ONSERVATI ON TECH NO LOGY Vol 126,Sum 1No 1149
May 12008,No 13
纤维质生物乙醇生产预处理及分析方法
颜进华
(广东轻工职业技术学院,广东 广州 510641)
摘 要:生物乙醇取代石油燃料的比例增加,生物乙醇的原料也转向更为安全的纤维天然资
源。本文综述了草本与木本植物资源作为生物燃料的预处理方法,并简要列举了木素化学结构的分析方法和糖类的分析方法。总体上说,草本植物由于木素含量相对较低及灰分含量较高,应与木本植物的分析方法有所不同。
关键词:生物质;预处理;分析方法中图分类号:T Q51712 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2008)03-0228-04
Bio -fuel Fibrous R esource Analysis Method R evie w
Y AN Jin -hua
(C ollege of G uangdong Light Industry T echnology ,G uangzhou 510641,China )
Abstract :Fibrous res ource is known as the main biomass for bio -fuel research 1The paper introduced several pretreatment methods for biomass ,typically for lignin extraction is olation 1Analysis methods for lignin chemical structures were briefly reviewed 1G enerally ,it is believed that herbaceous biomass should be treated differently with w oody sam ples 1
K ey w ords :biomass ;pretreatment ;analysis method
收稿日期 2008-04-16 修订稿日期 2008-04-22作者简介:颜进华(1970～),女,博士,副教授,研究可再生能源、
清洁生产等。
0 前 言
能源是每一个国家关心的大事,由于石油供应量有限,人们转向其它能源的开发,如太阳能、核能、氢能及生物能。生物能由于清洁、可再生、减少环境温室效应而得到特别重视,很多国家都制定了相应的政策,逐渐提高生物燃料的使用比例。如欧盟要求所有成员国在2010年以前使生物燃料在运输燃料中占5175%;日本已经批准使用含有少量乙醇的混合汽油,为实施将来用生物燃料替代20%的石油需求的长期目标做准备;加拿大将在2010年以前使45%的全国所消费的汽油含有10%的乙醇燃料;泰国打算从明年开始使其汽油中乙醇的含量达到
10%,非洲的许多国家正在努力增加生物燃料的生
产和使用量〔1〕
。
我国是一个生物燃料生产的大国,仅在巴西和美国之后,位于世界第三位。但是我国的生物燃料的生产主要是以粮食如玉米等作为原料,用传统的发酵方法进行。生物燃料粮食的过高消耗量已引起国家相关部门的重视,乙醇生产不能争夺“口粮”已形成定论。于是研究者们把目光转向了植物纤维。
植物纤维有草本和木本之分,草本植物如麦杆、高梁杆、玉米杆、稻草、甘蔗、荻、以及其它反刍动物的草饲料等。木本植物有阔叶木与针叶木,前者如杨木、桦木、枫木、桉木、榆树等,后者主要是松树、杉树和柏树。无论草本还是木本植物,主要组成都是纤维素、半纤维素及木素。纤维素和半纤维素是碳水化合物,木素是芳香族化合物。另外还有少量的其它组分如树脂、脂肪、果胶、淀粉、以及矿物质等。对于生物燃料生产,原料主要与其中的碳水化合物
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有关,因而必须对其它的非发酵成分(非碳水化合物)进行处理,以提高效率,其中尤为突出的是木素的处理。
木素大分子是以苯基丙烷为结构单元的,结构单元上三种主要官能基是甲氧基、羟基、脂肪族双键等。由官能基的不同形成三个结构单元的基本形式,即愈疮木基、紫丁香基、对羟苯基。针叶木主要含愈疮木基和少量对羟苯基,阔叶木则主要含愈疮木基G、紫丁香基S及少量对羟苯基H,草类植物则G SH三者都较多。由于三种结构单元的化学性质不同,脱除或氧化还原作用难易程度很不相同,因而研究脱除木素前必须先了解该种材质木素的化学结构。
但是木素结构单元不均一,化学键也存在差异,聚合度也不相同。这种不均一性还反映在植物的种类、生长期、植物不同部位等,致使木素结构千变万化,也就有各不相同的研究处理方法。
1 生物燃料木本纤维素原料中木素的抽提
木素是木本纤维原料中含量很大的组分,它对生物乙醇的生产没有帮助,需要在原料利用前加以处理或分离。但原料材质的不同,木素结构与性质有区别,从而影响处理方法。研究木素的性质很重要。
一般认为要对木素性质进行测定,首先必须将木素从植物纤维原料中分离出来,目前还没有分离完全、结构与原本木素完全一致的方法。主要的方法有:
乙醇木素法:先用冷水和乙醚分别抽提出木粉中的冷水可溶物及树脂、脂肪等物质后,再用乙醇在室温下抽提,最后把可溶于乙醇的木素用乙醚沉淀出来。这个方法的优点是由于抽提条件温和,得到的木素没有变化。不足是只能抽提很少部分的总木素。
磨木木素:粉状原料或木屑在振动球磨中碾磨,溶剂用有机无润胀型,然后用含水的二氧六环抽提。优点是抽提的木素基本不破坏,抽提量也较多。不足是磨碎过程中会对木素产生破坏。
酵素木素:是酶处理方法,用一种腐败菌处理木材,使碳水化合物受到腐蚀,然后用乙醇抽提。得到的木素量在前两者之间。
不溶木素:先用浓酸(硫酸或盐酸)溶解纤维原料中的碳水化合物,分离出黑色残渣为酸木素。这种方法得到的木素量最多,但分离过程木素结构变化太多。
如前所述,研究木素必须先掌握木素的化学结构,而要分析木素化学结构,必须分离出没有改变性质的原木素。为了得到原木素,原料须进行预处理,抽提方法是采用溶剂对原料进行抽提回流处理,一般不损失细胞壁的结构,是一种很好的预处理方法。经典的木材和纸浆的抽提方法是用乙醇/苯抽提6 -8小时,后用95%乙醇抽提4小时,再用蒸馏水抽提1小时,残渣用沸水洗涤后,自然干燥。但如前述,木素在各材质中结构各不相同,因而使处理方法各异。
一步抽提法:即只采用一次抽提过程,溶剂一般用两种相混合,如Balakshin et al〔2〕采用乙醇/甲苯体积比1:2抽提木屑,残渣再用T APPI标准法酸解后分析K las on木素。Sun〔3〕等制备磨木素过程时抽提采用甲苯/乙醇(体积比2:1)作溶剂,残渣50℃下干燥后,旋转球磨144h,之后用二氧六环与水(体积比90:10)抽提12h,重复抽提一次,只是体积比为50: 50,抽提在氮气环境下进行。过滤所有抽提物,在40℃下蒸发溶剂,含半纤维素的木素用4倍体积乙醇沉淀出来,余下的溶液蒸发乙醇后再用20%HC L 沉淀得到全磨木素。也有只用单一溶剂,如G uerra et al〔4〕制备K las on木素时,先磨木片成粉末,用95%乙醇抽提6h,之后用72%硫酸水解,残渣过滤后烘箱干燥,即为酸不溶木素(K las on木素)。
两步抽提法:即是抽提两次,每次采用的溶剂有所不同,以溶解不同的抽提物。如H oltman et al〔5〕则用乙醇/苯体积比1:2进行抽提,然后再用乙醇抽提相同时间,接着用Wiley磨一周,再用振动球磨48h,溶剂用甲苯,获得了磨木素,并采用相应方法测定了酸溶木素和糖类,如酸溶木素则用波长205nm的吸收率测定,酸溶糖类则用高压液相色谱测定,总的半纤维素和葡聚糖值则用单体葡萄糖和木糖计算得出。Ikeda et al〔6〕处理木材得到磨木素的方法与上基本同。木屑抽提先用乙醇/苯以1:2体积比进行,然后用乙醇抽提。
一般认为,磨木素是原木素的最佳代表,在分析木素结构时都进行磨木素的分离过程。并希望得到更多木素,而碾磨程度高,磨木素得率增大。但是磨过程中是否有细胞壁的结构破坏、磨木素是否能完全代表原木素,Ikeda et al〔6〕对这个问题进行研究,发现木素结构不受是否与碳水化合物结合一起影响,也即结合的木素与非结合的木素结构上是相同的。振动球磨在氮气下干磨则改变了木素结构和得率,而甲苯溶剂中进行振动球磨对木素结构没有影响。因而甲苯溶剂振动球磨方法成了获得原木素的主要方法。
2 草本植物原料的预处理
草本植物除了纤维素、半纤维素和木素三个主
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要组成外,还含有较多的其它成份,因此处理原材料时与木本有些区别。虽然不少人也采用T APPI标准方法进行,即乙醇-苯、95%乙醇和热水连续抽提〔7〕,如Oever et al〔8〕对柳枝稷草采用乙醇/甲苯以2:1体积比、95%乙醇和热水进行连续抽提,残渣用两步酸解法,先是12M浓硫酸在30℃下处理1h,后用1M硫酸在100℃下处理3h〔9〕。除此外还有不同的抽提方法。
一步抽提法:只采用一种溶剂进行抽提。这与上木本材料的内容相似,只是溶剂上有些变化。Theander〔10〕采用80%乙醇作为单一溶剂进行木素抽提处理。而Shell et al〔11〕进行改善,采用95%乙醇对草本植物抽提。Wiselogel et al〔12〕也采用95%乙醇抽提,残渣用酸解,采用气相色谱测量溶解的单糖量。
二步抽提法:即采用两次抽提方法。如非极性溶剂抽出亲脂性抽提物,再用水抽提出亲水性化合物〔13〕。Dien et al〔14〕则采用完全不同的草本植物抽提方法得到木素,先用80%的乙醇抽提可溶碳水化合物,上层清液用HP LC分析单糖(葡萄糖与果糖)和低级糖(蔗糖、棉子糖)。不溶物用水低温下再抽提以除去聚果糖,抽提物中的果聚糖用酮糖测定方法测出。最后的不溶物用α淀粉酶和淀粉葡萄糖酶在醋酸盐的缓冲溶液中处理,淀粉则转变为葡萄糖,用80%乙醇溶出这些糖,残渣用两段酸解法,溶解的部分为全糖,酸不溶部分计作K las on木素,并用灰分进行校正〔14〕。但它没有比较与乙醇抽提方法分离K las on木素的差别。
对草本植物化学组成的分析,各个研究者方法不同,使得结果很难进行对比,且结果可能是不同的。Thammas ouk et al〔15〕研究了三种草本植物在不抽提、95%乙醇抽提与热水抽提方法的比较,发现K las on木素最终含量很不相同,抽提后使含量明显降低,乙醇与水连续抽提后更低,说明在解释木素结构时,不抽提时的结果是由于有很多不溶于K las on 木素测量条件的物质也当作了K las on木素,是一种不纯物〔15〕。所以分析生物质的组成时,一定要说明它的分析方法。
3 木素的化学结构分析方法
分离得到木素后,分析其化学结构的方法也很多。但木素是一种高分子天然组份,用于分析分子结构及含量的方法几乎都可采用。以下分木素固态分析和液相分析〔16〕进行归纳。
311 木素固态分析
(1)F ourier Trans form In frared(FTIR)S pectroscopy
它的原理是干扰仪产生一束干涉光波与样品相互作用,干扰仪由计算机控制并收集储藏数据,进行F ourier转换。感应器接收改变的光波,把信号数字化存入电脑。
电磁光谱的红外部分根据其同可见光谱的关系,可分为近红外光、中红外光和远红外光。远红外光(大约400-10cm-1)能量低,可以用于旋转光谱学。中红外光(大约4000-400cm-1)可以用来研究基础震动和相关的旋转-震动结构。更高能量的近红外光(14000-4000cm-1)可以激发泛音和谐波震动。红外光谱法的工作原理是由于震动能级不同,化学键具有不同的频率。共振频率或者振动频率取决于分子等势面的形状、原子质量、和最终的相关振动耦合。共振频率经过一次近似后同键的强度和键两头的原子质量联系起来。这样,振动频率可以和特定的键型联系起来。简单的双原子分子只有一种键,那就是伸缩。更复杂的分子可能会有许多键,并且振动可能会共轭出现,导致某种特征频率的红外吸收可以和化学组联系起来。测量样品时,一束红外光穿过样品,各波长上的能量吸收被记录下来,这样透射光谱或吸收光谱或被记录下来,显示出被样品红外吸收的波长,从而可以分析出样品中包含的化学键。如果样品的红外活跃键少、纯度高,得到的光谱会相当清晰,效果好。更加复杂的分子结构会导致更多的键吸收,从而得到复杂的光谱。FTIR光谱技术对木素分析通用好、快速、可靠。木素中愈疮木基G、紫丁香基S和对羟苯基H、甲氧基、羰基、酚羟基对脂肪羟基比例都可测量,但更多的是用于定性的研究。
(2)Ultraviolet Microscopy
紫外光谱技术可得到木素含量的定量分析,但必须先知道木素中所含结构单元的类型,因为G、S、H型结构的吸收最大值不同。它还可用于估计木素中酚羟基含量。虽然紫外光谱技术可测量木素的结构及含量,但由于木素结构光吸收与结构测量时作了不太精确的假定,因而最终的结构可能不完美〔16〕,因而它常与荧光及电子光谱结合一起使用,以获得最佳结果。
(3)Interference Microscopy
干涉显微镜技术是一种定量、准确测量木素在细胞壁分布及含量的方法。先测量样品的折射指数,这后再准备两个处理的样品,一个是样品溶剂抽提物处理的样品,作为全木材;另一个除木素,作为全纤维素。分别测量折射指数,根据原样品折射指数及两个处理样品的折射指数可计算出木素浓度。
(4)其它:除以上方法外,还有电子显微技术(Electron Microscopy)、核磁共振技术(Cross P olariza2 tion/Magic Angle S pinning Nuclear Magnetic Res onance (CP/M AS NMR)S pectroscopy)、Raman光谱法、气相
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色谱(Pyrolysis-G as Chromatography-Mass S pectrome2 try)及热分析等。
312 木素液相分析
(1)Ultraviolet S pectrophotometry
紫外光谱测量相对于其它技术,样品的准备简单,方便,获得的信息量多,在鉴定木素、测定木素浓度、估计酚羟基及其它功能基含量时很有用处。溶解木素的溶剂有,木素磺酸盐用水,乙醇与水的混合物(体积比2:8),磨木素用二甲基甲酰胺、乙醇与水(体积比8:2)、甲氧乙醇与水(体积比8:2),木素模型物可用水、环己烷、乙醇、2-甲氧乙醇/水(体积比8:2)。所有没有溶解的物质不会增加光吸收,反而使之减少。更好的溶剂还在研究当中。
(2)F ourier Trans form In frared S pectroscopy
方法与在上固相分析相同,只是将木素溶解,如乙酰木素溶解在氯仿中,木素磺酸盐溶在水中,木素溶在碱性溶液中等。
(3)Proton1H NMR S pectroscopy
原子核由质子和中子组成,它们均存在固有磁矩。原子核在外加磁场作用下,核磁矩与磁场相互作用导致能级分裂,能级差与外加磁场强度成正比。如果再同时加一个与能级间隔相应的交变电磁场,就可以引起原子核的能级跃迁,产生核磁共振。它的基本原理与原子的共振吸收现象类似。由于它可深入物质内部而不破坏样品,并具有迅速、准确、分辩率高的优点而得到广泛应用。最早使用的原子核是H1。
(4)Carbon-13Nuclear Magnetic Res onance S pec2 trometry
C13作为原子核是更新的运用。由于木素结构中除氢外,所含的碳原子较多,因而C13NMR在木素结构分析中运用越来越多。
(5)Electron S pin Res onance(ESR)S pectroscopy
电子自旋共振波谱测量方法是利用在磁场中的顺磁性物质吸收电磁波辐射能量产生自旋能级跃迁的物理现象,对物质进行测量分析的一种技术。具有高灵敏度、高分辨率和无损检测等特点,是研究分子结构和运动的技术。
以上众多的分析方法可根据样品的性能和分析的要求进行选择。
4 其它分析
生物燃料的纤维质资源组成成分主要指灰分、抽提物、总木素和碳水化合物等,非发酵成份为前三者。
灰分的测量比较简单,在Mu ffle炉中燃烧一定时间,测量出前后的重量差即可。但不同的研究者有时用不同的燃烧温度。如Pahkala〔17〕用500℃,O2 ever et al〔8〕则用575℃,Thammas ouk〔16〕则用525℃, Dien et al〔15〕只用到450℃作为灰分的燃烧温度。不同温度是否对灰分结果有偏差还没有比较研究。
抽提物成份不单一,多用色谱方法鉴定测量。另外还有很多对其它功能基团的测量方法,如脂肪质羟基及总羟基分析、酚羟基分析、羰基分析、羧基分析、甲氧基分析、磺酸盐及总含硫分析等可采用化学反应结合色谱进行,在此不详述。
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点交叉算子,变异运算使用基本位变异算子。
(6)确定遗传算法的运行参数
群体大小M =500,终止进化代数G =200,交叉概率P c =0190,采用自适应变异概率P m =0110-[1:1:size ]30101/M ,即交叉概率与适应度有关,适应度越小,变异概率越大。
采用上述方法进行迭代计算,经过200步迭代,得到最佳样本为Best S =[79616355012003],即当气化温度为79616355℃、当量比为012033时,焦油量达到最小
。
图4 基于遗传算法的参数优化流程图
Fig 14 The optimization flow chart based on genetic alg orithms
4 结束语
本文在对生物质料木屑气化过程中焦油生成量
与气化温度、空气当量比之间关系分析基础上,依据最小二乘曲线拟合原理分别建立了焦油量随气化温度变化及空气当量比变化的子目标函数。根据目标规划理论,采用线性加权求和法建立了焦油随气化温度及当量比变化的综合目标函数模型,采用α-方法确定了模型的权系数,并用遗传算法对模型参数做了优化计算。计算结果表明,当气化温度为79616℃、当量比为01203时,木屑气化的焦油生成量最小。
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高通量测序生物信息学分析(内部极品资料,初学者必看)
基因组测序基础知识 ㈠De Novo测序也叫从头测序，是首次对一个物种的基因组进行测序，用生物信息学的分析方法对测序所得序列进行组装，从而获得该物种的基因组序列图谱。 目前国际上通用的基因组De Novo测序方法有三种： 1. 用Illumina Solexa GA IIx 测序仪直接测序； 2. 用Roche GS FLX Titanium直接完成全基因组测序； 3. 用ABI 3730 或Roche GS FLX Titanium测序，搭建骨架，再用Illumina Solexa GA IIx 进行深度测序，完成基因组拼接。 采用De Novo测序有助于研究者了解未知物种的个体全基因组序列、鉴定新基因组中全部的结构和功能元件，并且将这些信息在基因组水平上进行集成和展示、可以预测新的功能基因及进行比较基因组学研究，为后续的相关研究奠定基础。 实验流程： 公司服务内容 1.基本服务：DNA样品检测；测序文库构建；高通量测序；数据基本分析（Base calling，去接头， 去污染）；序列组装达到精细图标准 2.定制服务：基因组注释及功能注释；比较基因组及分子进化分析，数据库搭建；基因组信息展 示平台搭建 1.基因组De Novo测序对DNA样品有什么要求？
(1) 对于细菌真菌，样品来源一定要单一菌落无污染，否则会严重影响测序结果的质量。基因组完整无降解(23 kb以上)， OD值在1.8～2.0 之间；样品浓度大于30 ng/μl；每次样品制备需要10 μg样品，如果需要多次制备样品，则需要样品总量=制备样品次数*10 μg。 (2) 对于植物，样品来源要求是黑暗无菌条件下培养的黄化苗或组培样品，最好为纯合或单倍体。基因组完整无降解(23 kb以上)，OD值在1.8～2.0 之间；样品浓度大于30 ng/μl；样品总量不小于500 μg，详细要求参见项目合同附件。 (3) 对于动物，样品来源应选用肌肉，血等脂肪含量少的部位，同一个体取样，最好为纯合。基因组完整无降解(23 kb以上)，OD值在1.8～2.0 之间；样品浓度大于30 ng/μl；样品总量不小于500 μg，详细要求参见项目合同附件。 (4) 基因组De Novo组装完毕后需要构建BAC或Fosmid文库进行测序验证，用于BAC 或Fosmid文库构建的样品需要保证跟De Novo测序样本同一来源。 2. De Novo有几种测序方式 目前3种测序技术 Roche 454，Solexa和ABI SOLID均有单端测序和双端测序两种方式。在基因组De Novo测序过程中，Roche 454的单端测序读长可以达到400 bp，经常用于基因组骨架的组装，而Solexa和ABI SOLID双端测序可以用于组装scaffolds和填补gap。下面以solexa 为例，对单端测序(Single-read)和双端测序(Paired-end和Mate-pair)进行介绍。Single-read、Paired-end和Mate-pair主要区别在测序文库的构建方法上。 单端测序(Single-read)首先将DNA样本进行片段化处理形成200-500bp的片段，引物序列连接到DNA片段的一端，然后末端加上接头，将片段固定在flow cell上生成DNA簇，上机测序单端读取序列(图1)。 Paired-end方法是指在构建待测DNA文库时在两端的接头上都加上测序引物结合位点，在第一轮测序完成后，去除第一轮测序的模板链，用对读测序模块(Paired-End Module)引导互补链在原位置再生和扩增，以达到第二轮测序所用的模板量，进行第二轮互补链的合成测序(图2)。 图1 Single-read文库构建方法图2 Paired-end文库构建方法
生物信息学分析实践
水稻瘤矮病毒(RGDV)外层衣壳蛋白 P8的同源模建 高芳銮(Raindy) 同源模建(homology modeling) ，也叫比较模建(Compatative modeling)，其前提是一个或多个同源蛋白质的结构已知，当两个蛋白质的序列同源性高于35%，一般情况下认为它们的三维结构基本相同；序列同源性低于30%的蛋白质难以得到理想的结构模型。同源模建是目前最为成功且实用的蛋白质结构预测方法， SWISS-MODEL 是由SwissProt 提供的目前最著名的蛋白质三级结构预测服务器，创建于1993年，面向全世界的生物化学与分子生物学研究工作者提供免费的自动模建服务。SWISS-MODEL 服务器提供的同源模建有两种工作模式：首选模式(First Approach mode)和 项目模式(Project mode)。 本实例以RGDV P8蛋白为研究对象采用首选模式进行同源模建。 图1 SWISS-MODEL 的主界面 操作流程如下： 1.选择模式 单击左侧的“MENU ”菜单下方的“First Approach mode ”，右侧窗口自动SWISS-MODEL 工作窗口，在相应文本框中分别输入的E-mail 、项目标题、待模建的蛋白质序列，SWISS-MODEL 支持以FASTA 格式直接输入或提交UniProt 的登录号，如图2所示。 《生物信息学分析实践》样 稿
图2 SWISS-MODEL 的序列提交页面 2.参数设置 当前版本只有一个选项可设置，如果用户需要使用指定的模板，可在“Use a specific template ”后的输入框填入ExPDB 晶体图像数据库中的模板代码，其格式为“PDBCODE+ChainID ”，如“1uf2P ”。本例不使用指定模板，默认留空。完毕，点击“Submit Modeling Request ”提交模建请求，服务器返回提交成功的提示，如图3所示： 图3 成功提交 SWISS-MODEL WORKSPACEW 页面会自动刷新，直至模建完成，如图4所示，同时模建结果也会发送到指定的邮箱。 3结果解读 点击下图右上方的“Print/Save this page as ”后的图标，可以将整个结果以PDF 文档格式保存到本地计算机中。模建结果给出了五个部分的信息：模建详情(Model Details)、比对信息(Alignment)、模建评价 (Anolea/Gromos/Verify3D)、模建日志(Modelling log)、模板选择日志(Template Selection Log)。 《生物信息学分析实践》样稿
【高中生物】功能基因的克隆及生物信息学分析
（生物科技行业）功能基因的克隆及生物信息学分析
功能基因的克隆及其生物信息学分析 摘要：随着多种生物全基因组序列的获得，基因组研究正从结构基因组学（structuralgenomics）转向功能基因组学(functionalgenomics)的整体研究。功能基因组学利用结构基因组学研究获得的大量数据与信息评价基因功能(包括生化功能、细胞功能、发育功能、适应功能等)，其主要手段结合了高通量的大规模的实验方法、统计和计算机分析技术[1]，它代表了基因分析的新阶段，已成为21世纪国际生命科学研究的前沿。功能基因组学是利用基因组测序获得的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使生物学研究从对单一基因或蛋白的研究转向多个基因或蛋白同时进行系统的研究，是在基因组静态的组成序列基础上转入对基因组动态的生物学功能学研究[2]。如何研究功能基因，也成为我们面临的一个课题，本文就克隆和生物信息学分析在研究功能基因方面的应用做一个简要的阐述。 关键词：功能基因、克隆、生物信息学分析。 1.功能基因的克隆 1.1图位克隆方法 图位克隆又称定位克隆，它是根据目标基因在染色体上确切位置，寻找与其紧密连锁的分子标记，筛选BCA克隆，通过染色体步移法逐步逼近目的基因区域，根据测序结果或用BAC、YAC克隆筛选cDNA表达文库寻找候选基因，得到候选基因后再确定目标基因。优点是无需掌握基因产物的任何信息，从突变体开始，逐步找到基因，最后证实该基因就是造成突变的原因。通过图位克隆许多
控制质量性状的单基因得以克隆，最近也有报道某些控制数量性状的主效基因（控制蕃茄果实大小的基因克隆[3]、控制水稻成熟后稻谷脱落基因克隆[4]以及小麦VRN2基因克隆[5]等）也通过图位克隆法获得。 1.2同源序列克隆目的基因 首先根据已知的基因序列设计PCR引物，在已知材料中扩增到该片段，并经克隆测序验证，利用放射性同位素标记或其他非同位素标记该PCR片段作为探针，与待研究材料的cDNA文库杂交，就可以获得该基因cDNA克隆，利用克隆进一步筛选基因组文库，挑选阳性克隆，亚克隆并测序，从中就可以筛选到该基因的完整序列。 1.3结合连锁和连锁不平衡的分析方法 结合连锁和连锁不平衡的分析方法是未知基因克隆研究领域发展的新方向[6]。(Linkagedisequilibrium,LD)。与连锁分析不同,连锁不平衡分析可以利用自然群体中历史发生的重组事件。历史上发生的重组使连锁的标记渐渐分布到不同的同源染色体上,这样就只有相隔很近的标记才能不被重组掉,从而形成大小不同的单倍型片段(Haplotypeblock)。这样经过很多世代的重组,只有相隔很近的基因,才能仍处在相同的原始单倍型片段上,基因间的连锁不平衡才能依然存在。所以基于连锁不平衡分析,可以实现目的基因的精细定位。林木大多为自由授粉的异交物种,所以连锁不平衡程度很低,林木基因组中的LD可能会仅局限于非常小的区域,这就为目的基因的精细定位提供了可能,结合SNP检测技术,科学家甚至可以将效应位点直接与单个的核苷酸突变关联起来,进行数量性状寡核苷酸
最新生物信息学考试复习
——古A．名词解释 1. 生物信息学：广义是指从事对基因组研究相关的生物信息的获取，加工，储存，分配，分析和解释。狭义是指综合应用信息科学，数学理论，方法和技术，管理、分析和利用生物分子数据的科学。 2. 基因芯片：将大量已知或未知序列的DNA片段点在固相载体上，通过物理吸附达到固定化（cDNA芯片），也可以在固相表面直接化学合成，得到寡聚核苷酸芯片。再将待研究的样品与芯片杂交，经过计算机扫描和数据处理，进行定性定量的分析。可以反映大量基因在不同组织或同一组织不同发育时期或不同生理条件下的表达调控情况。 3. NCBI：National Center for Biotechnology Information.是隶属于美国国立医学图书馆（NLM）的综合性数据库，提供生物信息学方面的研究和服务。 4. EMBL：European Molecular Biology Laboratory.EBI为其一部分，是综合性数据库，提供生物信息学方面的研究和服务。 5. 简并引物：PCR引物的某一碱基位置有多种可能的多种引物的混合体。 6. 序列比对：为确定两个或多个序列之间的相似性以至于同源性，而将它们按照一定的规律排列。
7. BLAST：Basic Local Alignment Search Tool.是通过比对(alignment)在数据库中寻找和查询序列(query)相似度很高的序列的工具。 8. ORF：Open Reading Frame.由起始密码子开始，到终止密码子结束可以翻译成蛋白质的核酸序列，一个未知的基因，理论上具有6个ORF。 9. 启动子：是RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必须的一段DNA序列。原核生物启动子由上游调控元件和核心启动子组成，核心启动子包括-35区（Sextama box）TTGACA，-10区（Pribnow Box）TATAAT，以及+1区。真核生物启动子包括远上游序列和启动子基本元件构成，启动子基本元件包括启动子上游元件（GC岛，CAAT盒），核心启动子（TATA Box，+1区帽子位点）组成。 10. motif：模体，基序，是序列中局部的保守区域，或者是一组序列中共有的一小段序列模式。 11. 分子进化树：通过比较生物大分子序列的差异的数值重建的进化树。 12. 相似性：序列比对过程中用来描述检测序列和目标序列之间相似DNA碱基或氨基酸残基序列所占的比例。 13. 同源性：两个基因或蛋白质序列具有共同祖先的结论。
生物质乙醇技术以及发展前景
生物质乙醇技术 随着全球变暖、化石能源日渐消耗等，引发了人们对新型、可再生能源的深刻思考。如巴西、美国、中国等国正积极开发、利用生物质燃料乙醇生产技术。但如果一如既往以大量粮食生产燃料乙醇势必和人“争食”、“争地”，造成人类生存隐患，走“非粮”路线是大势所趋。其中，纤维素地球贮量丰富，其能量来自太阳，通过光合作用固定下来，取之不尽，用之不竭，各国正如火如荼地进行着相关研究。 乙醇的结构简式为C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发 的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙 醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常 用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。 一生物质能源的发展前景 随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。根据我国的可持续发展战略，生物质能源的发展具有良好的发展前景。 二生物质能源的介绍 2.1生物质 生物质( biomass，生态学中常译为生物量)是在讨论生物能源( bioenergy) 时常用的一个术语,指地球上所有活的和死的生物物质以及新陈代谢产物的总 称。具体来说,生物质资源( biomass resources)包括:所有动物和植物及其排泄
蛋白质组学生物信息学分析介绍
生物信息学分析FAQ CHAPTER ONE ABOUT GENE ONTOLOGY ANNOTATION (3) 什么是GO？ (3) GO和KEGG注释之前，为什么要先进行序列比对（BLAST）？ (3) GO注释的意义？ (3) GO和GOslim的区别 (4) 为什么有些蛋白没有GO注释信息？ (4) 为什么GO Level 2的统计饼图里蛋白数目和差异蛋白总数不一致？ (4) 什么是差异蛋白的功能富集分析&WHY？ (4) GO注释结果文件解析 (5) Sheet TopBlastHits (5) Sheet protein2GO/protein2GOslim (5) Sheet BP/MF/CC (6) Sheet Level2_BP/Level2_MF/Level2_CC (6) CHAPTER TWO ABOUT KEGG PATHWAY ANNOTATION (7) WHY KEGG pathway annotation? (7) KEGG通路注释的方法&流程？ (7) KEGG通路注释的意义？ (7) 为什么有些蛋白没有KEGG通路注释信息？ (8) 什么是差异蛋白的通路富集分析&WHY？ (8) KEGG注释结果文件解析 (8) Sheet query2map (8) Sheet map2query (9) Sheet TopMapStat (9) CHAPTER THREE ABOUT FEATURE SELECTION & CLUSTERING (10) WHY Feature Selection? (10)
聚类分析（Clustering） (10) 聚类结果文件解析 (10) CHAPTER FOUR ABOUT PROTEIN-PROTEIN INTERACTION NETWORK (12) 蛋白质相互作用网络分析的意义 (12) 蛋白质相互作用 VS生物学通路？ (12) 蛋白质相互作用网络分析结果文件解析 (12)
生物燃料乙醇
生物燃料乙醇 汽车，第二次工业革命的重要发明，它为人类社会的物质运输提供了重要的保障，推动了历史的进程。从发明的第一辆蒸汽汽车到现在的柴油、汽油汽车，其动力来源都是三大化石能源，然而，从不断上涨的国际油价可以清楚的认识到，汽车所依靠的化石能源特别是石油正日益枯竭，因此，在我们还无法人工合成烃类燃料的情况下，我们只能将目光转向大自然，利用植物来生产燃料替代品或部分替代品，而在这方面，生物燃料乙醇则有希望大规模的开发和利用起来，以缓解汽车燃料紧缺的现状。 生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。而生产燃料乙醇所需要的原产料，则主要分为糖质原料、淀粉质原料、纤维素原料和其他原料，在这其中，糖质和淀粉质的来源主要是粮食作物如甘蔗、玉米等，但粮食并不是每个国家都富裕到能拿来大规模生产燃料的，例如像我们这样的人口大国。其他原料则主要指的是如造纸厂的硫酸盐纸浆废液、淀粉厂的甘薯淀粉渣和马铃薯淀粉渣等，而这种原料的来源本身也就决定了其不能够拿来大规模生产，因此，我们现在的目光主要放在了纤维质原料上。纤维素是生物界最重要的碳源物质，每年由光合作用产生的植物干质量约220亿t，其中纤维素占50%，所以，纤维质原料具有数量多的特点，而有关纤维素的酵解问题，也成为了世界各国科学家所关注的焦点。 纤维素在最近几年为大家认识和接受，因为其现在被定位为人体所需要的第七大营养物质。虽然，纤维素无法为所吸收，但它可以促进人体的肠道蠕动，促使粪便较快的排出，减少致癌物与肠壁的接触时间，从而达到降低肠癌发生率。纤维素虽然无法被人体分解并吸收，但食草动物如牛羊等则可以将其分解并吸收，并且，作为大自然的分解者，分解微生物也可以将纤维素分解。而另外一方面，利用物理方法或传统的化学工艺则无法很好有效的将纤维素分解并进一步利用，而这也是纤维素拿来利用生产燃料乙醇的难点。 纤维素之所以难降解，是由于其拥有稳定的结构。纤维素是由吡喃葡萄糖以β-1，4-糖苷键连接成的线性大分子多聚物，纤维二糖是其基本单元，纤维素分子表面平整，易于长向伸展，加上吡喃葡萄糖环上的侧基，十分利于氢键的形成，使这种带状、刚性的分子链聚集在一起，成为结晶性的原纤维结构。纤维素主要有结晶区和非结晶区两部分，前者结构稳定，微生物降解十分困难；后者纤维素结构比较疏松，很易被微生物降解。纤维素分子链结晶区有氢键，是造成纤维素难以被利用的根本原因。而纤维素如此稳定的结构，也为植物的生存提供了有力保障【1】。 关于纤维素的降解机理研究有很多，而比较著名的有1950年Reese等人提出的C1-C X假说，该学说认为，C1酶首先作用于结晶纤维素，使形成结晶结构的纤维素链开裂，长链分子的末端
生物信息学分析
生物信息学分析 生物信息学难吗？ 经常有人向我问这个问题，这有什么疑问吗？如果不难学，根本就不用问我这个问题。也无需投入那么多时间精力就能掌握，更无需花费三四千元参加线下的培训班，也不会月薪过万。所以，答案很肯定，道理很简单：生物信息比较难学。 为什么难学？ 我总结里几点原因。首先，这是一个交叉学科，要求你既要有生物学的基础，又要有很强的计算机操作技能。这个就有点困难了。因为只是一个生物学就包括多个门类，有很多东西需要去学习，还需要学习计算机知识。很多人一门内容还没学明白，现在还得在加一门，这就属于祸不单行，雪上加霜，屋漏偏逢连夜雨。因此，这种既懂生物学，又懂计算机的复合型人才就比较短缺。而且，生物信息本质上属于数据挖掘，除了生物，计算机，到后面还需要极强的统计学知识才能做好数据分析，所以，还得加上统计学，也就是生物信息学=生物学+计算机科学+统计学三门学科的知识，这也就是为什么生物信息学比较难学。 第二个原因，生物信息本身就包括很多内容，比如DNA的分析，RNA的分析，甲基化的分析，蛋白质的分析等方面，每一
门类又完全不同，从物种方面来分，动物，植物，微生物，医学等有差别很大，很难有一劳永逸，放之四海而皆准的分析方法。 第三个原因就是生物信息是一门快速发展的学习，会出现很多新的测序方法，比如sanger测序，illumina，BGIseq，PacBio，IonTorrent，Nanopore等，每一个平台技术原理完全不同，因此数据特点也完全不同，这就需要针对每一个平台的数据做专门的学习，而且每个平台又在不断的推陈出现，可能今天你刚开发好的方法，产品升级了，都得推倒重来。还有很多新的技术，例如现在比较火的单细胞测序，Hi-C测序，Bionano测序等等内容，以后还出现更多新技术新方法，足够让你活到老，学到老。当然，你先要能活到老，吾生也有涯，而知也无涯。以有涯随无涯，殆已！ 高风险才有高收益 当然啦，虽然你已经看到学习生物信息肯定是不容易了，门槛很高，但是呢，门槛高也有很多好处，就是挡住了一部分人，当你学会了，迈过门槛，你的身价就提高了。如果人人都很容易掌握了，那么也就不值钱了。所以，生物信息，前途是光明的，道路是曲折的。
第21章-分析化学中常用的分离方法和生物试样的前处理
第21章 分析化学中常用的分离方法和生物试样的前处理 【21-1】已知Mg(OH)2的K sp =1.8×10-11 ，试计算MgO 悬浊液所能控制的溶液的pH 为多少？ 解：Mg(OH)2的K sp =1.8×10-11，若[Mg 2+]=0.1mol ·L -1时， ()22MgO+H O Mg OH ? ()2+-2Mg OH Mg +2OH ? 2+-2sp []K g [M OH ]= -11sp --10-52+K 1.8?10[OH ]=== 1.8?10=1.3410[Mg ]0.1? pH=9.1 【21-2】在NH 3·H 2O 浓度为0.10 mol ·L -1和NH 4Cl 浓度为1.0 mol ·L -1时，能使一含有Fe 3+，Mg 2+的溶液中的两种离子完全分离吗？ 解：5[OH ] 1.7710 1.0b b c K --==?? pH=14-pOH=14-4.75=9.25 Fe(OH)3沉淀开始时pH=2.2，沉淀完全时pH=3.5 Mg(OH)2沉淀开始时pH=9.6，沉淀完全时pH=11.6 在此条件下能使Fe 3+，Mg 2+分离完全。 【21-3】有一物质在氯仿和水之间的分配比（D ）为9.6。含有该物质浓度为0.150mol ·L-1的水溶液40mL ，用氯仿萃取如下： （1）40.0mL 萃取1次； （2）每次20.0mL 萃取2次； （3）每次10.0mL 萃取4次； （4）每次5.00mL 萃取8次。 假设多次萃取时D 值不变，问留在水相中的该物质的浓度是多少？ 解：（1）0.0173 mol ·L -1； （2）0.0064 mol ·L -1；（3）2.1×10-3 mol ·L -1；（4）6.9×10-4 mol ·L -1 【21-4】某一弱酸HA 的 K a =2.0×10-5 ，它在某种有机溶剂和在水中的分配系数为30.0,当水溶液的pH=1.0和5.0时，分配比各是多少?用等体积的有机溶剂萃取，E 各为多少? 解：
再生生物质制备燃料乙醇的研究进展
Sustainable Energy 可持续能源, 2015, 5(6), 69-75 Published Online December 2015 in Hans. https://www.360docs.net/doc/ef920749.html,/journal/se https://www.360docs.net/doc/ef920749.html,/10.12677/se.2015.56009 文章引用: 徐蕾, 孟永斌, 张子东, 刘英, 张莹, 孟庆焕, 聂思铭, 路祺. 再生生物质制备燃料乙醇的研究进展[J]. 可 Research Progress in the Preparation of Fuel Ethanol from Renewable Biomass Lei Xu 1,2, Yongbin Meng 1,2, Zidong Zhang 1,2, Ying Liu 1,2, Ying Zhang 1,2, Qinghuan Meng 1,2, Siming Nie 1,2, Qi Lu 1,2 1 National-Local Joint Engineering Laboratory for Ecological Use of Biological Resources, Harbin Heilongjiang 2Key Laboratory of Forest Plant Ecology of Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang Received: Dec. 9th , 2015; accepted: Dec. 23rd , 2015; published: Dec. 30th , 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/ef920749.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Cellulose is one of the most widely used renewable resources in the world. In this article, we re-viewed the research progress of cellulose as raw materials to develop the alternative energy sources, and focused on the research progress and development trend of cellulose enzymatic hy-drolysis and ethanol production. In this paper, the latest development of cellulosic ethanol is re-viewed, and the application of cellulose in the preparation of fuel ethanol is described. Keywords Cellulose, Ethanol, Fuel, Enzymolysis 再生生物质制备燃料乙醇的研究进展 徐 蕾1,2，孟永斌1,2，张子东1,2，刘 英1,2，张 莹1,2，孟庆焕1,2，聂思铭1,2，路 祺1,2* 1 生物资源生态利用国家地方联合工程实验室，黑龙江 哈尔滨 2 东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 收稿日期：2015年12月9日；录用日期：2015年12月23日；发布日期：2015年12月30日 *通讯作者。
钼铁生产工艺流程
钼铁生产工艺流程文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
钼铁生产工艺流程 一、钼金属特性介绍 钼的主要物理化学性质如下： 相对原子质量95.95密度/（g/cm3）10.2 熔点/K2883沸点/K5833 熔化热/（kJ/mol）7.37蒸发热/（kJ/mol）536.3 熵（298K时）/（J/（mol.K））28.61 钼的熔点较高，在高温下钼的蒸气压很低蒸发速度小，钼的最大特点是导电性强。钼能耐无机酸的腐蚀，但能很快地溶解在硝酸及硫酸的混合溶液中。 钼与铁可按任何比例互溶。在1453－1813K范围内，化合物MoFe （含Mo63.29％）固态稳定。1753K以下即使处于固相也会结晶出 Mo2Fe3。含钼量大于50％时，合金熔点显着升高，如含钼60％的合金熔点为2073K，含钼高的钼铁不能从炉内流出。 钼与碳生成碳化物Mo2C和MoC。Mo2C的熔点为2653K，MoC的熔点为2843K，还可能生成复合碳化物Fe3Mo3C和Fe3CMo3C。钼与硅生成 Mo3Si、Mo5Si3、MoSi2。钼与铝生成MoAl。钼与硫生成一系列的硫化物，MoS2、Mo2S3、MoS3，其中MoS2是主要的硫化物。含MoS2的钼矿称为辉钼矿。当温度大于673K时MoS2易氧化成MoO3和MoO2。 钼与氧生成一系列的氧化物MoO3、MoO2、Mo2O3、Mo4O11等，其中最稳定的是MoO3和MoO2。MoO3具有明显的酸性，称为钼酸酐，是浅绿色的粉未；加热时呈鲜黄色。熔点978K，沸点1428K，生成热
746kJ/mo，密度4.4g/cm3，当温度大于873K时MoO3就显着升华。MoO3微溶于水，能溶于苛性碱、苏打、氨的溶液中而生成钼酸盐。MoO2是紫褐色的粉末，并有金属光泽。当温度大于1273K时MoO2显着升华，其生成热为588.2kJ/mol，密度6.34g/cm3。MoO2不溶于水和碱性水溶液，也不溶于硫酸、盐酸等酸中。 二、钼精矿的氧化焙烧 钼精矿中含MoS约75％，因为含硫高不能用来直接冶炼钼铁和生产氧化钼块，所以必须经过氧化焙烧脱除硫才能使用。习惯上焙烧前的钼精矿称为生钼精矿，焙烧后的钼精矿称为熟钼矿或钼焙砂。 往焙烧炉加精矿前，应按钼含量和杂质含量进行配料，并要充分混合均匀，配好的料中钼含量误差在0.2％之内，Mo≥45％，Pb≤0.8％，Cu≤0.6％，SiO2≤12％，CaO≤3％，H2O≤4％。 1、单层炉焙烧钼精矿 只有一层炉床的反射炉称间层炉。一般单层炉参数为：炉床高 850mm，炉床长6000mm，炉床宽1500mm，炉膛高500mm，炉门4个。 炉子用耐火粘土砖砌筑。在炉头有烧煤的燃烧室及燃烧室下面的灰坑，中间是高约850mm，宽1500mm，长6000mm的炉床，炉子有炉顶和防止精矿落入燃烧室及水平烟道的挡墙，炉尾挡墙略高些。一般有4个炉门，习惯上把靠近尾部的炉门称为第一炉门，靠近燃烧室的炉门称为第四炉门，第一炉门装进钼精矿，第四炉门是出料用的，所有炉门都可用作搅拌和拨料用。在炉子末端有隔墙的坑，此处收集大粒的钼尘，而后
21生物化学习题与解析--常用分子生物学技术的原理及其应用
常用分子生物学技术的原理及其应用 一、选择题 （一）A 型题 1 ．分子杂交实验不能用于 A ．单链DNA 与RNA 分子之间的杂交 B ．双链DNA 与RNA 分子之间的杂交 C ．单链RNA 分子之间的杂交 D ．单链DNA 分子之间的杂交 E ．抗原与抗体分子之间的杂交 2 ．关于探针叙述错误的是 A ．带有特殊标记 B ．具有特定序列 C ．必须是双链的核酸片段 D ．可以是基因组DNA 片段 E ．可以是抗体 3 ．下列哪种物质不能用作探针 A ．DNA 片段 B ．cDNA C ．蛋白质 D ．氨基酸 E ．RNA 片段 4 ．印迹技术可以分为 A ．DNA 印迹 B ．RNA 印迹 C ．蛋白质印迹 D ．斑点印迹 E ．以上都对 5 ．PCR 实验延伸温度一般是 A ．90 ℃ B ．72 ℃ C ．80 ℃ D ．95 ℃ E ．60 ℃ 6 ．Western blot 中的探针是 A ．RNA B ．单链DNA C ．cDNA D ．抗体 E ．双链DNA 7 ．Northern blotting 与Southern blotting 不同的是 A ．基本原理不同 B ．无需进行限制性切酶消化 C ．探针必须是RNA
D ．探针必须是DNA E ．靠毛细作用进行转移 8 ．可以不经电泳分离而直接点样在NC 膜上进行杂交分析的是 A ．斑点印迹 B ．原位杂交 C ．RNA 印迹 D ．DNA 芯片技术 E ．DNA 印迹 9 ．下列哪种物质在PCR 反应中不能作为模板 A ．RNA B ．单链DNA C ．cDNA D ．蛋白质 E ．双链DNA 10 ．RT-PCR 中不涉及的是 A ．探针 B ．cDNA C ．逆转录酶 D ．RNA E ．dNTP 11 ．关于PCR 的基本成分叙述错误的是 A ．特异性引物 B ．耐热性DNA 聚合酶 C ．dNTP D ．含有Zn 2+ 的缓冲液 E ．模板 12 ．DNA 链末端合成终止法不需要 A ．ddNTP B ．dNTP C ．引物标记 D ．DNA 聚合酶 E ．模板 13 ．cDNA 文库构建不需要 A ．提取mRNA B ．限制性切酶裂解mRNA C ．逆转录合成cDNA D ．将cDNA 克隆入质粒或噬菌体 E ．重组载体转化宿主细胞 14 ．标签蛋白沉淀是 A ．研究蛋白质相互作用的技术 B ．基于亲和色谱原理 C ．常用标签是GST D ．也可以是6 组氨酸标签 E ．以上都对 15 ．研究蛋白质与DNA 在染色质环境下相互作用的技术是 A ．标签蛋白沉淀 B ．酵母双杂交 C ．凝胶迁移变动实验 D ．染色质免疫沉淀法 E ．噬菌体显示筛选系统
燃料乙醇的发展前景
燃料乙醇的发展前景 当前，正值国际油价上涨、能源紧张时期，各国政府都在大力发展和推广生物能源。日前，全球著名咨询机构科尔尼公司发布的《中国燃料乙醇产业现状与展望--产业研究白皮书》显示，目前我国燃料乙醇产业存在一定问题，主要表现为成本过高、生产效率偏低。对此，业内专家和企业家表示，目前我国燃料乙醇产业面临资源短缺和相关政策不明朗的问题。 十一五期间，我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。日前，国家发改委的一位官员介绍，8年前我国上马燃料乙醇项目，意在解决过剩陈化粮问题。经过1999-2005年的不懈努力，国家首批4家燃料乙醇定点生产企业已完成规划建设的102万吨产能，基本实现了十五提出的拉动农业、保护环境、替代能源三大战略目标。 粮食安全成瓶颈 目前我国是继巴西、美国之后全球第3大生物燃料乙醇生产和消费国。据悉，随着燃料乙醇的逐步推广，我国以陈化粮为原料的燃料乙醇产量从2003年的7万吨一路飙升至2006年的132万吨，如果按每3.3吨玉米产1吨燃料乙醇折算，仅2006年就消耗玉米436万吨。然而，近期作为燃料乙醇主要原料的玉米正处于供不应求状态，玉米库存的骤减使国内玉米价格猛涨，燃料乙醇出现与民争食的隐患，保障国家粮食安全成为摆在政府面前的严峻课题。业内专家分析，我国人口众多，人均耕地少，用大量粮食生产燃料乙醇必然要和人争食、争土地，造成人类生存空间越来越小，不符合我国国情。 针对部分地区发展生物乙醇燃料的过热倾向和盲目势头，2006年12月，国务院下发了《国家发展改革委关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》及《国家发展改革委、财政部关于加强生物燃料乙醇项目建设管理，促进产业健康发展的通知》，要求各地不得盲目发展玉米加工乙醇燃料，同时对玉米加工项目进行清理。从这两个通知可以看出，坚持非粮为主是根本，是今后中十一'国生物燃料乙醇的发展方向。国家出台的《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油． 五'发展专项规划》以及相关的产业政策也明确提出因地制宜，非粮为主的原则。实践证明，以粮食为原料生产燃料乙醇不符合国情，探索非粮能源资源是大势所趋。目前燃料乙醇发展规模处于前列的巴西是用甘蔗生产燃料乙醇，美国是用玉米生产燃料乙醇。但我国不具备大规模使用甘蔗或玉米的条件，随着政策限制玉米加工项目的上马，业界必须寻找玉米以外的生物质资源来生产燃料乙醇。 其实，不仅玉米可以生产乙醇，某些纤维质类原料也同样可以生产乙醇。有关专家指出。据介绍，纤维质原料主要包括草、红薯等作物及秸秆、农作物壳皮、树枝、落叶、林业边脚余料等。用非粮原料生产燃料乙醇具有重要性和可行性，既不与粮食和其他有关国计民生的作物争地、争水，且单位面积产出率高。但是，目前在我国用这些原料生产乙醇燃料还存在原材料大规模收集和运输的问题，且纤维素生产燃料乙醇的技术还有待完善。 政策尚不明朗
钼铁标准
钼铁标准 本标准适用于炼钢中作为钼元素加入剂用的钼铁。 1 技术要求 1 牌号和化学成分 1．1 钼铁按钼及杂质含量的不同分为九个牌号．其化学成分应符合下 表1的规定： 表1 1．2 物理状态 1．2．1 产品以块状交货，块度范围为10－15mm，l0×10mm以下粒度 不得超过该批总重量的5％。允许少量块度在一个方向最大尺寸为180mm。
1．2．2 如用户有要求，对提供10－100mm，10一50mm，10mm以下不同粒度的产品。每种粒度范围所允许的上、下限的重量百分数，出供需双方商定。 1．2．3 如用户对粒度还有特殊需要，可由双方商定。 2 试验方法 2．1 取样 化学分析用试样的采取应按GB 4010－83《铁合金化学分析用试样制取法》进行。 2．2 制样 化学分析用试样的制取应按GB 4332－84《铁合金化学分析用试样制取法》进行。 2．3 化学分析 钼铁的化学分析按GB 5059．1－5059. 4—85《钼铁化学分析方法》进行。 3 检验规则 3．1 质量检查和验收
产品的质量检查和验收应符合GB 3650－83《铁合金验收、包装、储运、标志和质量证明书的一般规定》的要求。 3．2 组批 3．2．1 按炉组批法 产品以一炉作为一批交货或由供需双方商定。按炉组批时，每批产品中的最高或最低含钼量与平均试样含钼量之差不得超过3％。 3.2.2 按级组批法 按级组批法是一批交货产品出一种牌号的若干炉钼铁组成。构成一批交货产品的各炉之间钼含量之差不应大于3%(绝对值)。 4 包装、储运、标志和质量证明书 41 包装 产品采用铁桶包装．每桶净重100kg，如需方对包装有特殊要求，可由供需双方协商解决。 4.2 储运 包装后的产品应存放于库房内，发运时要用棚车，如露天存放或敞车发运时，须用篷布盖好，严防件内渗水或混入杂质，在储运过程中不得混批混号。
化学与生物分析方法
化学与生物分析方法 题目：“光谱”的技术原理、实验仪器及光谱的应用 学院(系)：园艺学院 专业年级：果树2016级 姓名：张琪 学号：2016050231
“光谱”的技术原理、实验仪器及光谱的应用 我们通常所讲到光谱仅指光学光谱而言，从物质(固、液、气)加热或用光或用电激发射光谱时得到三种类型的光谱： ①线光谱是由于在高温下，物质蒸发出来形成蒸汽云，物质中的原子和离子以气态的形式存在，这时原子间的相互作用力很小，它们接受能量以后，发射谱线完全由单个原子或离子的外层电子轨道能级所决定，它辐射出不连续的明亮线条叫线光谱。就其产生方式而言又可分为发射光谱(明线)和吸收光谱(暗线)两种，如果是原子激发产生的光谱，称原子光谱，如果离子激发所产生的光谱称离子光谱。 ②带光谱是由分子受激发振动而产生的明亮光带和暗区组成的光谱。如在光谱分析中采用炭电极，在高温时，炭与空气中氮化合生成氰带(CN)分子，当氰分子在电弧中激发时产生的光谱，称氰带。 ③连续光谱是由于灼烧的固体热辐射而产生的从短波到长波的连续光谱（用高分辨力的仪器也不可能将其分开），所以连续光谱是无限数的线光谱或带光谱集合体。 我们通常讲的光谱分析，一般是指“原子发射光谱分析”，光电光谱分析中元素波长都是元素的原子光谱和离子光谱。 原理 任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成的，原子核外电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级，因此，一个原子核可以具有多种能级状态。 能量最低的能级状态称为基态能级（E0=0），其余能级称为激发态能级，而能最低的激发态则称为第一激发态。正常情况下，原子处于基态，核外电子在各自能量最低的轨道上运动。 如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时，该原子将吸收这一特征波长的光，外层电子由基态跃迁到相应的激发态，而产生原子吸收光谱。 电子跃迁到较高能级以后处于激发态，但激发态电子是不稳定的，大约经过10-8秒以后，激发态电子将返回基态或其它较低能级，并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放出去，这个过程称原子发射光谱。可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量，而原子发射光谱过程则释放辐射能量。 实验仪器 ①棱镜光谱仪 棱镜光谱仪是利用棱镜的色散作用，将非单色光按波长分开的装置。其结构
生物药物分析方法研究与进展
生物药物分析方法研究与进展 生物药物是指运用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法从生物体、生物组织、细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品，包括生物技术药物和原生物制药。随着基因工程技术的迅速发展，基于重组DNA技术、细胞和发酵技术基础上的生物技术药物制造业已经取得了巨大进步，并正在成为当今药物领域发展的前沿1。 以美、日、欧为代表的生物技术领先国家在生物药物生产与销售上取得较大的发展2。以美国为例，生物技术药物1999-2008年10年间平均年增长率8.3%，其中2006、2007年分别净利91亿和36亿美元，2008年收入达880.5亿美元，比上期增长11.5%，2008年生物技术药物占全部医药收入的20.6%。我国生物制药也与世界生物技术同步发展，近10年来生物制药生产与销售每年平均增长达29.7%。 基因工程技术目前是实现生物药物制备的主要途径，它通过对核酸分子的插入、拼接与重组而使遗传物质重新组合，采用病毒、细菌、质粒或其它载体将目的基因转移到新的宿主细胞系统，并实现目的基因在新的宿主细胞系统内的复制和表达。采用基因工程技术生产的生物药物包括有重组蛋白质类药物、多肽类、单克隆抗体、疫苗和治疗基因等，除疫苗和治疗基因外，其余生物药物均属于生物大分子药物，也是目前分析化学研究的主要领域之一，因此本章主要介绍蛋白质类药物、多肽类药物及单克隆抗体类药物等生物大分子相关的分析方法及其发展前景。 与化学药物相比，蛋白质多肽类等药物具有分子量大、结构复杂、稳定性差（如蛋白质容易发生水解、氧化、沉淀、变性等）等特点，使得这类生物药物分子的分析面临着诸多挑战。分析方法的发展可以为这类药物的分析解决三个方面的问题。一是蛋白质及多肽类药物的药代动力学的研究必须有相应的分析方法。由于这类药物在体内存在大量结构相似的内源性物质，给体内药物分析的灵敏度、特异性与准确性带来了很大挑战；二是在体外药物分析方面，建立标准化的方法与设立可靠的标准品是实现药物质量控制的关键；三是 1
燃料乙醇生产技术
燃料乙醇生产技术 摘要： 生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。在能源安全问题日益突出、传统化石能源的消耗造成严重环境危害的形势下，生物燃料乙醇已经成为世界各国重点研究和推广的能源课题之一。经过几十年的研究与发展，生物燃料的生产技术发展迅速，而第一代与第二代生物燃料都是以乙醇为主，本文将大致介绍燃料乙醇的生产过程与相应技术。 关键词：生物质，燃料乙醇，原料，发酵，工艺，能源。 ABSTRACT Bio ethanol is refers through the fermentation of microorganism will be all kinds of biomass into fuel alcohol. On energy security issues have become increasingly prominent, the traditional fossil energy consumption caused serious harm to the environment situation, bio fuel ethanol has become one of the energy issue all over the world focus on the research and promotion of. After decades of research and development, production technology of bio fuel development is rapid, and the first and second generation biofuels are ethanol based, this paper will broadly introduce the production process of fuel ethanol and corresponding technology. Keywords: biomass, fuel ethanol, raw material， fermentation, technics, energy.