磁珠分离技术

摘要：主要介绍了磁珠分离技术的基本概念，基本原理还有它的特点。磁珠分离技术中应用最广泛的是免疫磁珠分离技术，这里详细说明了免疫磁珠分离技术的结构以及有由它的结构决定的它的一些重要特性，以及免疫磁珠分离技术的制备原理和方法。并且详细说明了免疫磁珠分离技术的重要应用，为帮助同学了解记忆，例举了一些该技术的应用实例。

基本概念：磁珠是一种包被有生物活性基团的功能化载体, 可分散于基液中形成磁性液体材料, 它兼有液体的流动性和固体磁性颗粒材料的双重特点, 从而使固一液相的分离变得十分方便快捷。磁珠法的出现和应用,给生命科学的研究提供了一种新式的手段和武器, 也给大、中学生对的直观认识提供了一个简捷、客观的实验途径。其中最常用的事免疫磁珠技术。

原理：利用人工合成的内含铁成分，可被磁铁磁力所吸引，外有功能基团，可结合活性蛋白质(抗体)的磁珠，作为抗体的载体。当磁珠上的抗体与相应的微生物或特异性抗原物质结合后，则形成抗原-抗体-磁珠免疫复合物，这种复合物具有较高的磁响应性，在磁铁磁力的作用下定向移动，使复合物与其他物质分离，而达到分离、浓缩、纯化微生物或特异性抗原物质的目的。

特点:应用于磁分离技术的磁性载体微球应具备以下特点: 粒径比较小, 比表面积较大, 具有较大的吸附容量; 物理和化学性能稳定, 具有较高的机械强度, 使用寿命长; 具有可活化的反应基团, 以用于亲和配基的固定化; 粒径均一, 能形成单分散体系; 悬浮性好, 便于反应的有效进行。载体微球有纳米级、微粒级的, 纳米级的载体微球与微粒级的载体微球相比具有以下优点: 尺寸小, 扩散速度快, 悬浮稳定性好; 比表面积大, 偶联容量大; 超顺磁性, 能快速实现磁性粒子的分

散与回收。

免疫磁珠(Immonumagnetic beads，IMB简称磁珠)，由载体微球和免疫配基结合而成。载体微球的核心部分为金属小颗粒(Fe304，Fe203)，是一种磁性高且较稳定的磁性材料，核心外包裹一层高分子材料(如聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚乙烯亚胺)，最外层是功能基层，如羟基(．OH)，氨基(．NH2)，醛基(-CHO)，羧基(一COOH)。由于载体微球表现物理性质不同，可共价结合不同的免疫配基(如酶、细胞、抗体、抗原、DNA、RNA等生物活性物质。理想的免疫磁珠为一般粒径较小，均匀

的球形，具有保护性壳及超顺磁性的粒子，其结构为：核心为磁性材料，核心外层包裹高分子材料，最外层为免疫配基。形成免疫磁珠的关键是磁性载体，按照

其结构的不同可分为三种：

(1)壳一核结构，即将高分子材料作为核，外面包裹磁性材料。

(2)壳．核．壳结构，中间为磁性材料，内层和外层为高分子材料。

(3)核．壳结构，磁性材料为核外面包裹高分子材料。

作为免疫磁珠载体的磁性微球主要是核壳式结构为最多。磁性材料多为Fe，Ni，Co等过渡金属特定晶型的氧化物。目前应用最广泛的是铁及其氧化物(Fe，Fe304，Fe203等)。磁性微球是内部含有纳米磁性颗粒、外部为高分子壳层作为载体的复合材料，其广泛应用于生物分子固定化和有机固相合成，在生物工程和生物医学的研究和实践中，固定化的生物分子通常用做亲和分析的配基，也可作为生物反应的催化剂或药物磁性微球主要有以下特性：

(1)粒径小，均一程度高，磁性微粒粒径(直径)范围在30．100rim之间，且粒径分布单分散，使微球具有很强的磁响应性，又不会因粒径太大而发生沉降，具有

较大的比表面积，偶联容量大。

(2)悬浮稳定性好，以便高效地与目标产物进行偶联，具有丰富的表面活性基团，以便磁性微球与具有生物活性的物质，如生物酶，蛋白质等，同时也可在其表面结合特异性靶向分子，如各种特异性抗体等，表面标记生物分子进而应用于酶的固定化，免疫检测，细胞分选，肿瘤的靶向治疗，药物载体及核酸的纯化与分离

等生物和医学领域。

(3)具有超顺磁性：在外加磁场的存在下，磁性微粒有较好的响应性，能迅速聚集，当撤去外加磁场时，磁性微粒无磁性记忆，能够均匀分散，不出现聚集现象。

(4)操作简便，在外磁场的作用下便可进行磁粒的反复分离，分离过程十分简单，可省去离心，过滤等繁琐操作，节约时间，与目前已有的医学与生物相关方法相

比，具有较好的优势。

(5)磁性微球应用在生物工程，尤其是在生物医学工程时，必须具有良好的生物相容性。这些生物高分子如脂类、多聚糖、蛋白质具有良好的生物相容性，它们在机体内安全无毒，可降解，不与人体组织器官产生免疫抗原性。同时，磁性微

粒可方便迅速地通过机体自然排出，而不会影响机体的健康，这种性质在靶向药物中尤其重要。不影响被分离细胞或其它生物材料的生物学性状和功能。(6)磁性微粒具有一定的机械强度和化学稳定性，能耐受一定浓度的酸碱溶液和微生物的降解，其结构内的磁性物质不易被氧化，磁性微粒的这种物理化学性质

稳定特点，使其磁性能不易下降。

磁性微粒的制备原理与方法：按研究磁性微粒的学科分类，可将其分为物理、化

学以及其他一些特殊的制备方法。

磁性微粒的化学制备方法

1.化学共沉淀法

用化学共沉淀法合成超顺磁流体，该法指二价与三价铁离子在碱性条件下生成沉淀，或利用氧化．还原反应生成Fe304。共沉淀反应原理方程式如下：

Fe2++2Fe3++80H’=Fe304+4H20，在合成过程中，条件的选择至关重要，物料比，碱用量，温度，晶化温度，搅拌速度，反应时间，时间等因素均会影响最终产物纳米级Fe304的生成和性质。共沉淀法得到的磁性微粒通常粒径较小

(10nm"--'100rim)，因而具有较大比表面积和固载量。但由于磁响应性较弱，含磁

量低，操作时需要较强的外加磁场作用。

2.沉淀氧化法

一定浓度的铁盐在碱性条件下生成氢氧化亚铁沉淀，在恒温搅拌情况下，向氢氧化亚铁沉淀中加入双氧水使其氧化成Fe304微粒。其反应式如下：Fe2++20H。=Fe(OH)2 3Fe(OH)2+O=Fe304+3H20采用沉淀氧化法合成Fe304磁性微粒，原材料的纯度，反应的碱比，温度，通气量，氧化时间等各个因素都对磁粒的性能有影响。由于存在着粒度分布不均匀的问题，还有待于进一步研究解决

3.改进共沉淀法

改进共沉淀法是在共沉淀法制备Fe304纳米微粒的基础上，对其进行改进，沉淀物在洗涤、过滤、干燥时易产生团聚现象，一种通过加入表面活性剂，对制得的纳米Fe304微粒进行表面改性，使其具有亲水性或亲油性，最后通过胶溶等方式来获得磁性液体，另外一种是制得纳米Fe304复合粒子，这种纳米Fe304复合粒子能在更大pH范围内稳定分散。蒋新宇等(2003)先通过化学反应生成Fe304微粒，充分洗涤后对其表面包覆双层表面活性剂，得到具有磁响应性和稳定性强的

纳米级Fe304磁性粒子。在改性过程中，P H值、表面活性剂的成分配比和表面活性剂的用量对颗粒改性效果影响很大，王伟等(2001)通过大量的研究，强碱性和酸性环境不利于改性，P H值在8"-'--12时效果最好，通过理论计算可以得出

表面活性剂用量。程海斌等(2003)采用改进共沉淀法制得的纳米级Fe304复合微粒，在更宽的P H范围内能稳定分散。研究表明，P H值、表面活性剂、芎电位对Fe304复合微粒分散性产生很大的影响。另外，磁性微粒的化学制备方法还有

化学还原法、电沉积法、水热合成法等。

磁性微粒的物理制备方法：

1.高能球磨法

高能球磨法是一个无外部热能供给和由大晶粒变为小晶粒的高能球磨过程，其原理是在高能球磨机中将金属粉末长时间运转，金属粉末在接受回转机械能传递后，在冷态下反复挤压和破碎作用下，成为弥散分布的超细微粒粒。气流磨作为常用的纳米粉碎技术，其通过热蒸汽能量或者高速气流产生的粒度微细，粒度分布窄、粒子表面光滑、分散性好、活性大、形状规则、纯度高等优点。

2.物理气相沉积法

物理气相沉积法是利用真空蒸发、激光加热蒸发、溅射、电子束照射等方法使原料气化或形成等离子体，接着在介质中急剧冷凝。虽然制得的纳米微粒纯度高，结晶组织好，易于粒度的控制，但是技术设备相对要求高。根据加热源的不同，目前用于制备纳米铁微粒的方法可以分为：1、热等离子体法，该法是将金属粉末用等离子体熔融、蒸发和冷凝以制得纳米微粒。所制得的微粒粒度均匀、纯度高。郝春成等(2000)采用心+H2电弧等离子体方法制备出平均粒径为40rim的球形超铁超微粒子。2、溅射法，溅射法是替代蒸发利用溅射现象制得的纳米级微粒。该法不仅可以制备纳米级金属微粒，而且可用于制备纳米金属薄膜。3、惰性气体冷凝法，是将纯度高的惰性气体和蒸发物质引入到真空加热蒸发装置内，经过一系列能量反应，最后通过凝聚作用形成纳米级簇团。刮下聚集在液氮冷却棒上的粉状微粒，在真空高压装置中制备成厚度为10微米～1毫米、直径为几

毫米的圆片。

3.真空冷冻干燥法

先将湿物料在冷冻剂作用下降温冻结成凝胶或固体，然后将凝胶或固体在低温低压下真空干燥，使凝胶或固体中的溶剂成分升华除去，从而得到干燥的纳米粒子。这种方法结合了真空技术和低温技术。采用真空冷冻干燥法制备纳米粒子，具有微粒形状规则、粒径小且均匀、粒子间无硬团聚、化学纯度高、分散性好、比表面积高等优点。该技术方法在大规模生产微细粉末时，不仅成本较低，而且操作简便、可靠，具有广泛的实用价值。另外，磁性微粒的物理制备方法还有聚合法、盐析法、深度塑性变形法、分子自组装法(SA)、LB膜法等。

应用范围：磁珠分离技术在生物学方面的应用始于20世纪70年代后期, 目前已经在分子生物学、细胞学、免疫学、微生物学、生物化学等领域取得一些令人瞩目的研究成果。免疫磁性珠( Immonumagnet ic beads, IMB )是免疫微球的一种。免疫微球是于70 年代中期发展起来的一项免疫学技术, 它具备了固相化试剂特有的优点以及免疫学反应的高度专一性, 所以它在免疫检测、免疫吸附、细胞分

离和培养等领域中得到越来越广泛的应用

1、用于细胞分离和提纯

使用IMB进行分离细胞有两种方式；直接从细胞混合液中分离出靶细胞的方法，称为阳性分离；用免疫磁珠去除无关细胞，使靶细胞得以纯化的方法称为阴性分离。免疫磁珠技术可用来分离人类各种细胞如红细胞、外周血嗜酸/碱性粒细胞，神经干细胞、造血细胞、T淋巴细胞、γδT淋巴细胞，人类关节滑膜细胞，树突状细胞，内皮细胞、及多种肿瘤细胞等。

2、体外细胞扩增

树突状细胞(Dendriticcells，DC)、造血干、祖细胞等细胞在科研及临床上都具有巨大的应用价值，但是在体内含量较少而且分布广泛，难以获得大量高纯度的细胞，限制了该领域的发展。体外扩增辅以免疫磁珠技术有望解决这一难题。在这一过程中，用免疫磁性微球分离纯化出待扩增的细胞，用特定的因子组合培养，许多研究者用这样的方法寻找扩增的最佳细胞因子组合和移植的最佳时机。

3、免疫检测

免疫磁性微球可以简单快速地从血液或者骨髓中富集、清除癌细胞，广泛地应用于疾病检测、癌症治疗和自身骨髓移植中，还被用于从母体外周血中分离胎儿细胞进行无创性产前诊断。免疫磁珠分离技术用在微生物检测方面能准确快速

地检测出样品中的Coli O 157，这对于食品卫生和预防疾病的传播具有重要的意义。PCR技术与免疫磁珠技术结合在分子生物学、医学诊断学等方面有非常重要的作用，这方面的研究在医学检测方面的应用，可以简便快速地诊断膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌、腹膜胃癌、上皮肿瘤细胞等，使免疫磁性分离技术的应用更加

广泛。

4、在核酸与基因工程上的应用

免疫磁球可以看作是亲合层析技术中的微型配基裁体，借助亲合素-生物素（Biotin-Avidin）系统免疫磁球可与非蛋白质结合，生物素和亲合素间有着高度

的亲和力，两者的结合迅速、专一、稳定，在分子生物学、医学、免疫组织化学等领域中的应用也越来越广泛，与生物磁珠技术结合后，更是产生了诱人的发展前景，并广泛地应用于分离纯化RNA、mRNA、核酸片段等及相关研究。河南惠尔纳米科技有限公司很早就在从事该方面的研究，并且已经研发出多款磁珠法核酸提取试剂盒，性能相当稳定。下面是核酸提取的一般流程：

5、用于分型

免疫磁珠法可被应用于临床器官移植供受者的快速选配。在高梯度磁场下,

用免疫磁珠法分离静脉或腹腔血中T、B淋巴细胞，并利用分离的淋巴细胞进行HLA-ⅠⅡ类抗原分型。如采用磁珠技术和单抗试剂建立起可在1.5h完成HLA-ⅠⅡ类抗原一类分型的新方法，还可应用免疫磁珠分离技术进行肾移植供受体的HLA 分型、探讨血液病患者反复血小板输注的治疗效果与HLA之间的相关性。

6、用作靶向释药系统的载体

免疫磁性微球作为靶向释药系统的载体可使免疫磁性微球上的抗癌药物更

易与癌细胞接触，服用这种制剂后，在体外适当部位用一适宜强度的磁铁，将磁性微球引导到体内特定靶区，提高了杀伤癌细胞的效果。很多研究者使用不同的方法制成了针对不同癌细胞的免疫磁性微球，作为靶向释药系统的载体并在实验

中证实这种释药载体具有良好的功效。

应用实例

1.成人骨髓基质干细胞的分离与纯化

【摘要】目的：利用免疫磁珠分离成人骨髓神经生长因子受体(nerve growth factor receptor，NGFR)阳性细胞，获得同质性骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells，

BMSCs)。方法采用Percoll密度梯度离心法分离成人骨髓中单个核细胞(瑚nnonuclear cells，MNCs)。对MNCs进行常规贴壁培养或应用磁分离技术分离

NGFR+细胞。分别检测

NGFR+细胞和常规贴壁培养所获BMSCs体外扩增和集落形成能力，分析其细胞表型和细胞周期，并进行成骨、成脂肪诱导。结果免疫磁珠分离获得NGFR+细胞的纯度为(90．4±4．7)％，NGFR+细胞较贴壁培养获得BMSCs具备更强增殖能力和

成骨及成脂肪分化潜能。

结论：利用免疫磁珠分离骨髓NGFR+细胞可以获得同质性原始BMSCs。

2.用于溶藻弧菌快速检测的免疫磁珠技术

摘要：近年来，我国海水养殖业发展迅速，特别是高密度养殖模式的推广，造成养殖生物细菌性疾病发生的频率和范围逐渐扩大。由于溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)是海洋优势弧菌之一，故由溶藻弧菌引起的养殖品种的病害也占有

很高比例。由溶藻弧菌引起的鱼、虾、贝类等养殖品种致病，对我国养殖经济造成很大损失。目前我国对于养殖经济品种溶藻弧菌等的细菌性疾病的治疗，主要依靠投放大量的抗生素，长此以往不仅使病原菌产生了耐药性，而且由于药物的残留同时也对人类的健康造成重大威胁。因此建立溶藻弧菌的快速、准确、敏感检测方法是十分重要的。即能够在早期诊断出溶藻弧菌潜在的致病威胁，还可以在早期进行治疗和预防，这样可以在一定程度上减少抗生素的使用，提高养殖品种的存活率。而且建立起的检测方法还可以用于水产品的安全检测，避免食物中

的溶藻弧菌对人类健康造成威胁。

免疫磁珠分离技术(immunomagnetic separation，MS)是以免疫磁珠为基础发展起来的免疫检测技术，是以抗体包被的磁珠为载体，利用抗原抗体的特异性反应,

在反应体系中形成抗原-抗体磁珠复合物，该复合物在磁场的作用下做定向运动，从而达到分离抗原的作用。免疫磁珠分离技术不仅兼具固相化试剂特有的优点和免疫学反应的高度专一性等特点，而且分离时间短、速度快、分离效率高，不影响被分离生物材料的生物学性状和功能，因此成为近年来国内外比较热门的一种新的免疫学技术，并在生物大分子与细胞的分离检测方面表现出广阔的应用前景。本研究就是以该技术为基础，建立快速、高效的溶藻弧菌免疫磁珠快速检测技术，实验结果如下：（1）通过石碳酸灭活法制备溶藻弧菌抗原，用以免疫新西兰大白

兔，颈动脉取血法共集150mL 抗血清，其凝集效价为1:5120。通过蛋白A 柱亲和层析法从10mL 抗血清纯化出浓度为2.8579mg/mL 的兔抗溶藻弧菌IgG 共40mL。改良ELISA 法测定IgG 的效价为1:256000。（2）利用ELISA 法检测溶藻弧菌兔抗IgG 的包被效果。结果为2μL 免疫磁珠的最大结合量为0.5μg/mL。最佳结合时间为5min。不同pH 值，离子浓度对IgG 与磁珠的结合无明显影响。(3）初步建立了溶藻弧菌免疫磁珠的检测技术：用已包被兔抗溶藻弧菌IgG 的免疫磁珠检测溶藻弧菌，结果为1mL 菌液中免疫磁珠的最佳加入量（最佳工作浓度）为20μL，最佳反应时间为20min。免疫磁珠检测敏感性为2.8cfu/mL

3.磁珠分离DNA技术检测HIV-1逆转录酶基因耐药性突变

摘要HIV．1逆转录酶基因突变导致的耐药性严重影响了药物对病人的治疗效果，耐药性突变的检测对于指导合理用药具有重要意义。发展了一种检测HIV．1逆转录酶基因耐药性突变的新方法，在两步MS—PCR方法的基础上，引入磁珠分离DNA技术并结合酶联免疫吸附检测方法(ELISA)检测逆转录酶基因耐药性突变T215F和Y181C。结果显示：MS—PCR结合磁珠分离技术和ELISA具有较高的灵敏度和特异性，阳性／阴性比值(P／N值)达到要求，突变型模板检测限为5％左

右，耗时短且能进行高通量检测。

方法原理:本研究采用的MS．PCR结合磁珠分离DNA技术检测耐药性突变。原理如图1所示。81：在第一轮PCR得到待检测位点基因后，第二轮PCR引入MS—PCR 检测点突变技术的原理，设计了一对长度一致的MS—PCR引物。其中Pw和P。的3’末端第一位碱基分别与野生型和突变型模板的碱基序列相对应，P。和P。分别在3’末端2～4位的不同位置再引入一个突变，这样两个引物就有3个位点不匹配。两个引物通过竞争，分别扩增与自身序列更相似的模板。在PM的5’端标记地高辛，BIO．RT2的5’端标记生物素，当有突变型模板存在

时，P。引物竞争突变型模板能力强于Pw，PCR产物为一端生物素另一端地高辛标记的双链DNA，利用亲和素包被磁珠捕获DNA产物，通过碱性磷酸酶标记的地高辛抗体可以利用酶联免疫吸附检测(ELISA)方法对DNA产物中的地高辛进行检测，从而检测点突变的存在。总之，MS—PCR结合磁珠分离DNA技术能够实现对逆转录酶基因的耐药性突变检测，具有灵敏度高、特异性好、无污染、能实现高通量等一系列优点，有较好的临床应用前景，下一步工作将进行较多临床样

品实测，并通过与国际认可标准方法的平行比较，以完善该方法以求达到临床应

用要求。

4.致病性大肠杆菌与免疫磁珠分离技术

致病性大肠杆菌特别是O157：H7已成为世界性的传染性病原，是食品安全和公共卫生的重要监测对象之一。免疫磁珠分离技术是一项新的技术，可以特异性地、有效地分离出相应的0157和其它微生物及生物活性组分，提高检测的准确性和工作效率。免疫磁珠分离技术是一项新的技术，可以特异性地、有效地分离出相应的0157和其它微生物及生物活性组分，提高检测的准确性和工作效率。免疫磁珠(Immunomagnetic Beads，IMB)就是将直径0．05—4微米具有超顺磁性的微粒的表面经化学修饰，使之与特异性抗体牢固结合，成为能与特异性抗原结合且有磁性的微珠。样品经6～18小时增菌后，分别取1一1．2毫升增菌液和50微升免疫磁珠加入带盖塑料瓶中，在磁板背景下混合，如果有相应抗原存在，免疫磁珠就会将其捕获，然后利用磁性将免疫磁珠聚集，经清洗后接种到选择性分

离平板上.

5.磁分离技术及其在食源性致病菌监测中的应用进行分离

免疫磁珠分离技术的最突出的优点是特异性强，可以明显提高检免疫磁珠分离技术在传统分离培养方法中的应用免疫磁珠分离技术可以选择性的富集样品溶液或增菌液中的目标致病菌, 通过洗脱可以除去检样中的各种杂菌和干扰物质, 因此可以显著提高食源性致病菌的检出率。Skjerve[21]等报道采用免疫磁性分离技术, 从乳及乳制品、肉类和蔬菜中分离沙门菌, 其检测灵敏度为100 cfu / g。Chapm an[ 22]分别用选择性平板直接分离和免疫磁珠分离的方法从84份牛粪中分离O157: H7, 分离菌株数分别为23 和61, 说明免疫磁珠分离O157: H7的灵敏度、特异性都较好。陈纯[ 23] 等应用自动酶标免疫检测系统( V IDAS)、自动免疫磁珠收集系统( AIM S)、传统的常规分离方法对肠出血性大肠杆菌O157: H 7检测进行了比较, 结果应用自动免疫磁珠收集系统对79份样品检测, 检出率为61 33%, 而自动酶标免疫检测系统( VIDAS)和传统分离方法未检出。测靶细菌的准确性，此外，在有些情况下可以节约12～1 8小时的时间。

结论：免疫磁珠分离技术(Immunomagnetic beads sep—aration techniques，IMB) 是将免疫学反应的高度特异性与磁珠特有的磁响应性相结合的一种新的免疫学

技术；是一种特异性强、灵质纯化敏度高的免疫学检测方法和抗原纯化手段。

是近年来国内外研究较多的一种新的免疫学技术。

目前该项技术在细胞分离、蛋白、免疫学及微生物学检测等方面均取得了较大的进展，是目前最有推广价值的技术之一。

参考文献：1.Kitano Y;Radu A;Shaaban A;Flake AW Selection, enrichment, and culture expansion of murine mesenchymal progenitor cells by retroviral transduction of cycling adherent bone marrow cells[外文期刊] 2000

2.Chen LT;Weiss L The development of vertebral bone marrow in the human fetuses 1976

3.Jones EA;Kinsey SE;English A;Jones RA, Straszynski L, Meredith DM, Markham AF, Jack A, Emery P,McGonagle D Isolation and characterization of bone marrow multipotential mesenchymal progenitor

cells[外文期刊] 2002

4.Glass DJ;Nye SH;Hantzopoulos P;Macchi M J,Squinto SP,Goldfarb

M,Yancopoulos GD TrkB mediatesBDNF/NT-3-dependent survival and proliferation in fibroblasts lacking the low affinity NGF-receptor [外文期刊] 1991

5.Trim N;Morgan S;Evans M;Issa R, Fine D, Afford S, Wilkins B, Iredale J Hepatic stellate cells express the low affinity nerve growth factor receptor p75 and undergo apoptosis in response to nerve growth factor stimulation[外文期刊] 2000

6.Simmons PJ;Torok-Storb B CD34 expression by stromal precursors in normal human adult bone marrow1991

7.Civin CI;Banquerigo ML;Strauss LC;Loken MR Antigenic analysis of hematopoiesis. Ⅵ. Flow cytometric characterization of My-10-positive progenitor cells in normal human bone marrow 1987

8.BHIVA Writing Committee on behalf of the BHIVA ExecutiveCommittee．British HIV Association(BHIVA)guidelines for the treatment of HIV-infected adults with舳tiretroviral therapy．HIV Medicine。2000。1：76—101

9.司雪峰，黄海龙，魏民。等．我国HIV．1感染者耐药突变的流行性分析．中

华实验和临床病毒学杂志，2004，18(4)：308～3ll

10. 范蓉1 免疫磁珠技术[ J]1 国外医学免疫学分册, 1998, 23 ( 1 ): 511 ] US CDC1 Foodb orne illn ess: Frequen t ask quest ions[ EB /OL] 1 http: / /www1 cdc1 gov /ncidod /dbm d /d iseasein fo / foodborne infect ions1 g1 h tm,2005- 01 - 101 11.刘秀梅, 陈艳, 樊永祥, 等1 2003年中国食源性疾病爆发的监测资料分析[ J] 1 卫生研究, 2006, 35( 2 ): 201- 3041[11]何红秋，程绍辉，刘斌，等．用两步MS．PCR

结合ELISA检测HIV—l逆转录酶基因耐药性突变．中国生物工程杂志，2006，26(8)：42～46He H Q，Cheng S H，Liu B，et a1．China Biotechnology，

2006，26(8)：42～46

12.唐倩倩.王剑平.盖玲.叶尊忠.应义斌ATP生物发光法检测E.coliO157:H7的研究

[期刊论文]-光谱学与光谱分析2009(2)

13.张蓉蓉.梁望旺.方兵兵.邵华斌.徐涤平.何启盖免疫磁珠技术分离猪胸膜肺炎

放线杆菌[期刊论文]-畜牧兽医学报2008(3)

14.张东方.袁飞.王娉.胡玥.陈颖.葛毅强免疫磁捕获-实时荧光PCR快速检测鸡肉

中沙门氏菌[期刊论文]-食品与发酵工业2011(8)

生物大分子分离技术综述

生物大分子分离技术综述摘要：生物大分子包括核酸DNA和RNA、多糖、酶、蛋白质以及多肽等。生物大分子分离技术是生物研究中的核心技术之一，当前医学，药学及生命科学学科之间的交叉渗透为大分子分离技术的发展提供了更多的契机。本文对以沉淀、透析、超滤和溶剂萃取为代表的传统分离技术, 以及色谱, 电泳等现代分离技术的发展概况、方法、特点及应用进行了综述。关键字：分离技术生物大分子 1前言生命科学的发展给生物大分子的分离技术提出了新的要求。各种生化、分子研究要求提取分离高纯度，结构完整和具有生物活性的活性的生物大分子样品，这就使得分离技术在各项研究中起着至关重要的作用。对生物大分子分离技术的研究也就随之产生。同时，随着各学科之间的交叉渗透，纳米材料、计算机自动化等技术的发展也为生物大分子技术的发展提供了更多的空间。生物大分子的制备具有如下特点：生物样品的组成极其复杂，许多生物大分子在生物样品中的含量极微，分离纯化的步骤繁多，耗时长；许多生物大分子在分离过程中就非常容易失活，因此分离过程中如何保证生物大分子的活性，也是提取制备的困难之处；生物大分子的制备几乎都是在溶液中进行的,温度、PH值、离子强度等各种参数对溶液中各种组成的综合影响，很难准确估计和判断。这些都要求生物大分子的分离技术以此为依据，突破这些难点，优化分离程序以获得符合要求的生物大分子试剂。 2传统分离技术被广泛应用传统的生物大分子分离方法有透析、溶剂萃取、沉淀和超滤等，它们都是一些较早就建立起来比较完善的的分离方法。 2.1透析法 1861年Thomas Graham发明透析方法,已成为生物化学实验中最简易常用的分离纯化技术之一。在生物大分子的分离过程中,除盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等都需用到透析。现在，除半透膜的材料更加多样化，透析方式也更加多样。透析法主要是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质，达到分离的方法。例如分离和纯化DNA、蛋白质、多肽、多糖等物质时，可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内，而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中，而加以分离精制：透析是否成功与透析膜的规格关系极大。透析膜的膜孔有大有小，要根据欲分离成分的具体情况而选择。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。分离时，加入欲透析的样品溶液，悬挂在纯化水容器中，经常更换水加大膜内外溶液浓度压，必要时适当加热，并加以搅拌，以利透析更快。最后，透析是否完全，须对透析膜内溶液进行检测。

分离技术论文

分离技术论文目录一．超临界萃取技术的简介二．超临界萃取技术的原理三．超临界萃取技术的特点四．超临界萃取技术的技术应用五．超临界萃取技术的装置六．综述一．超临界萃取技术的简介超临界为超临界流体，是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的密度较大，与液体相仿，而它的粘度又较接近于气体。因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力。利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力和温度，就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小，先后萃取出来，在低压下弱极性的物质先萃取，随着压力的增加，极性较大和大分子量的物质与基本性质，所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分，同时还可以起到分离的作用。温度的变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素，在低温区（仍在临界温度以上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此，萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出，温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂的密度进一步降低，但溶质蒸汽压增加，挥发度提高，萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10%，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。二．超临界萃取技术的原理所谓超临界流体，是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。这种流体兼有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有极高的溶解能力，能深入到提取材料的基质中，发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取，就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性，从动、植物中提取各种有效成份，再通过减压将其释放出来的过程。超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法，它是以CO2为萃取剂，在超临界状态下，加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来，然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8--40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物，在加入改性剂后则可溶解极化物。该技术除可替代传统溶剂分离法外，还可以解决生物大分子、热敏性和化学不稳定性物质的分离，因而在食品、医药、香料、化工等领域受到广泛重视。超临界流体的萃取流程三．超临界萃取技术的特点（1）、超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来；（2）、使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天

三种新型分离技术的综述

1引言国内外对分离技术的发展十分重视，但由于应用领域十分广泛，原料、产品和对分离操作的要求多种多样，决定了分离技术的多样性。按机理划分，可大致分为五类：生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶)；加入新相进行分离(如萃取、吸收)；用隔离物进行分离(如膜分离)；用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换)和用外力场或梯度进行分离(如离心萃取分离、电泳)等。现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术。 2超临界流体萃取技术及其应用超临界流体萃取是_种以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术。其原理是利用流体(溶剂)在临界点附近区域(超临界区)内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动来实现分离的。由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、廉价、临界压力低、易于安全地从混合物中分离出来，所以是最常用的超临界流体。相对于传统提取分离方法(煎煮、醇沉、蒸发浓缩等)具作者简介：周芙蓉，女，中北大学化工与环境学院研究生有以下优点：萃取效率高、传递速度快、选择性高、提取物较干净、省时、减少有机溶剂及环境污染、适合于挥发油等脂溶性成分的提取分离。超临界流体萃取技术特点 ⑴由于在临界点附近，流体温度或压力的微小变化会引起溶解能力的极大变化，使萃取后溶剂与溶质容易分离。 ⑵由于超临界流体具有与液体接近的溶解能力，同时又保持了气体所具有的传递性，有利于高效分离的实现。 (3)利用超临界流体可在较低温度下溶解或选择性地提取出相应难挥发的物质，更好地保护热敏性物质。 (4)萃取效率高，萃取时间短。可以省却清除溶剂的程序，彻底解决了工艺繁杂、纯度不够且易残留有害物质等问题。 (5)萃取剂只需再经压缩便可循环使用，可大大降低成本。 (6)超临界流体萃取能耗低，集萃取、蒸馏、分离于_体，工艺简单，操作方便。 (7)超临界流体萃取能与多种分析技术，包括气相色谱、高效液相色谱、质谱等联用，省去了传统方法中蒸馏、浓缩溶剂的步骤。避免样品的损失、降解或污染，因而可以实现自动化。

超声提取分离技术

超声分离提取技术摘要：超声提取技术是一种具有极强物理和声化学效应的分离方法，在生物医药，食品，精细化工等方面有着广泛应用。本文主要介绍了超声提取分离技术的原理、特点以及应用前景等。关键词：超声波；分离提取；应用 The Technology of Ultrasonic Separation and Extraction Abstraction:The technology of ultrasonic extraction is a way of separation with great physical and acoustochemistry effect.It is widely applied among biological medicine,food science,fine chemical industry and other aspects.This article mainly introduce the theory,characteristic and application prospect of the ultrasonic separation and extraction. Keywords:ultrasonic;separation and extraction;application 1.前言超声波是一种振动频率大于20000Hz的弹性波，在物质介质中的相互作用效应可分为热效应、空化效应和机械传质效应。超声波振动能产生强大的能量，给予媒质点以很大的速度和加速度，使浸提剂和提取物不断震荡，形成空化效应，有助于溶质扩散，加速植物中的有效成分进入溶剂，同时作用于植物叶肉组织可高效粉碎细胞壁，从而释放出其内容物，提高有效成分的提取率[1-2]。超声波热效应是通过介质的微粒间和分界面上的摩擦以及介质的吸收等使超声能量转化为热能，提高介质和生物体的温度，从而有利于有效成分的溶出；超声波的机械振动发生的位移、速度变化不大，但其加速度却相当大，能显著增大溶剂进入提取物细胞的渗透性，从而强化了萃取过程。超声波的空化效应通过形成强声波作用产生液胞的振荡、伸长、收缩乃至崩溃等，往往使生物组织受到严重的损伤和破裂，从而加速有效成分的溶出和浸提[3-4]。超声波提取法是利用超声波的空化效应、机械传质效应和热效应，以提高细胞内容物的穿透力和传输能力，增大物质分子运动频率和速度，提高有效成分的浸出率。与传统提取分离方法相比，如熬煮法、压滤法、化学法、溶剂浸提法、生物酶法等，超声提取法具有提取效率高、提取时间短、有效成分活性高等优点[5]。传统的机械破碎法难以将细胞有效破碎，提取效率低。而化学破碎方法易造成提取物结构的改变和活性降低或失活。超声提取技术是一种具有极强物理和声化学效应的分离方法，其在溶液中形成的冲击波和微射流可以形成空化效应，达到破碎细胞和最大限度地保存和提高反应分子反应活性。将超声提取技术应用于提取茶叶的有效成分，操作简便快捷、无需加

新型膜分离技术研究进展

新型膜分离技术研究进展摘要:膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术，在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点，在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。关键词：膜分离；原理；应用；进展膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法(蒸发、萃取或离子交换等)相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。 1膜分离技术的分离原理和特点 1.1纳滤纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200-1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻-孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量;与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，是国内外研究的热点。余跃等[1]废水进行了去除COD和脱色的研究。结果表明，纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD。 1.2超滤超滤的截留相对分子质量在1000-100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，是膜表面上的机械截留(筛分)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。徐超等[2]在中试中采用浸没式超滤膜代替传统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水，取得较好的处理效果，设备费用降低了。 1.3微滤微滤是发展最早、制备技术最成熟的膜形式之一，孔径在0.05-10μm之间，可以将细菌、微粒、亚微粒、胶团等不溶物除去，滤液纯净，国际上通称为绝对过滤。微滤分离的实质是利用膜的“筛分”作用来进行的。即:比膜孔大的颗粒的机械截留、颗粒间相互作用及颗粒与膜表面的吸附、颗粒间的桥架作用这三种方式来实现的。 1.4反渗透反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。学界对于反渗透分离机理的解释主要流行以下理论:溶解一扩散模型、优先吸附一毛细孔流理论、氢键理论。自从上个世纪90年代邓宇发明了非加压吸附渗透海水淡化法以来，反渗透用于海水淡化的研究得到了极大发展[3]。在重金属废水处理领域，美国芝加哥API工艺公司采用B一9芳香族聚酞胺中空纤维膜组件处理镀镍漂洗水，废水中Niz+的分离率为92%[4]。 1.5电驱动膜

中药提取分离技术

中药提取分离纯化中草药提取液或提取物仍然是混合物，需进一步除去杂质，分离并进行精制。具体的方法随各中草药的性质不同而异，以后将通过实例加以叙述，此处只作一般原则性的讨论。一、溶剂分离法：一般是将上述总提取物，选用三、四种不同极性的溶剂，由低极性到高极性分步进行提取分离。水浸膏或乙醇浸膏常常为胶伏物，难以均匀分散在低极性溶剂中，故不能提取完全，可拌人适量惰性填充剂，如硅藻土或纤维粉等，然后低温或自然干燥，粉碎后，再以选用溶剂依次提取，使总提取物中各组成成分，依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而得到分离。例如粉防己乙醇浸膏，碱化后可利用乙醚溶出脂溶性生物碱，再以冷苯处理溶出粉防己碱，与其结构类似的防己诺林碱比前者少一甲基而有一酚羟基，不溶于冷苯而得以分离。利用中草药化学成分，在不同极性溶剂中的溶解度进行分离纯化，是最常用的方法。广而言之，自中草药提取溶液中加入另一种溶剂，析出其中某种或某些成分，或析出其杂质，也是一种溶剂分离的方法。中草药的水提液中常含有树胶、粘液质、蛋白质、糊化淀粉等，可以加入一定量的乙醇，使这些不溶于乙醇的成分自溶液中沉淀析出，而达到与其它成分分离的目的。例如自中草药提取液中除去这些杂质，或自白及水提取液中获得白及胶，可采用加乙醇沉淀法；自新鲜括楼根汁中制取天花粉素，可滴人丙酮使分次沉淀析出。目前，提取多糖及多肽类化合物，多采用水溶解、浓缩、加乙醇或丙酮析出的办法。此外，也可利用其某些成分能在酸或碱中溶解，又在加碱或加酸变更溶液的pH 后，成不溶物而析出以达到分离。例如内酯类化合物不溶于水，但遇碱开环生成羧酸盐溶于水，再加酸酸化，又重新形成内酯环从溶液中析出，从而与其它杂质分离；生物碱一般不溶于水，遇酸生成生物碱盐而溶于水，再加碱碱化，又重新生成游离生物碱。这些化合物可以利用与水不相混溶的有机溶剂进行萃取分离。一般中草药总提取物用酸水、碱水先后处理，可以分为三部分：溶于酸水的为碱性成分（如生物碱），溶于碱水的为酸性成分（如有机酸），酸、碱均不溶的为中性成分（如甾醇）。还可利用不同酸、碱度进一步分离，如酸性化台物可以分为强酸性、弱酸性和酷热酚性三种，它们分别溶于碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠，借此可进行分离。有些总生物碱，如长春花生物碱、石蒜生物碱，可利用不同rH值进行分离。但有些特殊情况，如酚性生物碱紫董定碱（corydine）在氢氧化钠溶液中仍能为乙醚抽出，蝙蝠葛碱（dauricins）在乙醚溶液中能为氢氧化钠溶液抽出，而溶于氯仿溶液中则不能被氢氧化钠溶液抽出；有些生物碱的盐类，如四氢掌叶防己碱盐酸盐在水溶液中仍能为氯仿抽出。这些性质均有助于各化合物的分离纯化。二、两相溶剂萃取法： 1．萃取法：两相溶剂提取又简称萃取法，是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取，如果有效成分是偏于亲水性的物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用弱亲脂性的溶剂，例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时，多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。不过，一般有机溶剂亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越不好，因为能使较多的亲水性杂质伴随而出，对有效成分进一步精制影响很大。

膜分离技术综述

膜分离技术应用综述摘要：膜分离工程技术是一项新兴的高效分离技术，已广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药等工业，被认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。由于膜分离的优势，越来越多的中药研究者正致力于开发膜技术在中药工业中的应用。膜分离技术 (微滤、超滤、纳滤、反渗透膜技术)在中药领域中发挥着非常重要的作用，可应用于中药提取液的纯化、浸膏制剂的制备、口服液的生产、注射剂的制备以及热原的去除等。膜分离技术将在中药现代化进程中发挥重大作用，并对中药的规范化和标准化生产起到一定的促进作用。由于历史的原因，生物技术发展初期，绝大多数的投资是在上游过程的开发，而下游处理过程的研究投入要比上游过程少得多，因而使得下游处理过程的研究明显落后，已成为生物技术整体优化的瓶颈，严重地制约了生物技术工业的发展，因此，当务之急是要充实和强化下游处理过程的研究，以期有更多的积累和突破，使下游处理过程尽快达到和适应上游过程的技术水平和要求。关键词：生物分离下游工程膜分离正文： 1、常用的膜分离过程 1.1微滤鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。 1.2超滤早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。1.3纳滤纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保净水和污水处理及其资源化工业。1.4反渗透由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。 1.5其他常用膜分离过程除了以上四种常用的膜分离过程，另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。

多糖的提取分离方法

1.多糖的提取方法生物活性多糖主要有真菌多糖、植物多糖、动物多糖3 大类。多糖的提取首先要根据多糖的存在形式及提取部位，决定在提取之前是否做预处理。动物多糖和微生物多糖多有脂质包围，一般需要先加入丙酮、乙醚、乙醇或乙醇乙醚的混合液进行回流脱脂，释放多糖。植物多糖提取时需注意一些含脂较高的根、茎、叶、花、果及种子类，在提取前，应先用低极性的有机溶剂对原料进行脱脂预处理，目前多糖的提取方法主要有溶剂提取法、生物提取法、强化提取法等。 1．1溶剂法 1．1．1水提醇沉法水提醇沉法是提取多糖最常用的一种方法。多糖是极性大分子化合物，提取时应选择水、醇等极性强的溶剂。用水作溶剂来提取多糖时，可以用热水浸煮提取，也可以用冷水浸提渗滤，然后将提取液浓缩后，在浓缩液中加乙醇，使其最终体积分数达到70 %左右，利用多糖不溶于乙醇的性质，使多糖从提取液中沉淀出来，室温静置5 h，多糖的质量分数和得率均较高。影响多糖提取率的因素有：水的用量、提取温度、浸提固液比、提取时间以及提取次数等。水提醇沉法提取多糖不需特殊设备，生产工艺成本低，安全，适合工业化大生产，是一种可取的提取方法。但由于水的极性大，容易把蛋白质、苷类等水溶性的成分浸提出来，从而使提取液存放时腐败变质，为后续的分离带来困难，且该法提取比较耗时，提取率也不高。1．1．2酸提法为了提高多糖的提取率，在水提醇沉法的基础上发展了酸提取法。如某些含葡萄糖醛酸等酸性基团的多糖在较低pH 值下难以溶解，可用乙酸或盐酸使提取液成酸性，再加乙醇使多糖沉淀析出，也可加入铜盐等生成不溶性络合物或盐类沉淀而析出。由于H＋的存在抑制了酸性杂质的溶出，稀酸提取法提取得到的多糖产品纯度相对较高，但在酸性条件下可能引起多糖中糖苷键的断裂，且酸会对容器造成腐蚀，除弱酸外，一般不宜采用。因此酸提法也存在一定的不足之处。 1．1．3碱提法多糖在碱性溶液中稳定，碱有利于酸性多糖的浸出，可提高多糖的收率，缩短提取时间，但提取液中含有其它杂质，使粘度过大，过滤困难，且浸提液有较浓的碱味，溶液颜色呈黄色，这样会影响成品的风味和色泽。 1．1．4超临界流体萃取法超临界流体萃取技术是近年来发展起来的一种新的提取分离技术。超临界流体是指物质处于临界温度和临界压力以上时的状态，这种流体兼有液体和气体的特点，密度大，粘稠度小，有极高的溶解，渗透到提取材料的基质中，发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而增大，提取结束后，再通过减压将其释放出来，具有保持有效成分的活性和无溶剂残留等优点。由于CO2的超临界条件（TC＝304．6 ℃，Tp＝7．38 MPa）容易达到，常用于超临界萃取的溶剂，在压力为8～40 MPa 时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物，在加入改性剂后则可溶解极性化物。该法的缺点是设备复杂，运行成本高，提取范围有限。 1．2酶解法 1．2．1单一酶解法单一酶解法指的是使用一种酶来提取多糖，从而提高提取率的生物技术。其中经常使用的酶有蛋白酶、纤维素酶等。蛋白酶对植物细胞中游离的蛋白质具有分解作用，使其结构变得松散；蛋白酶还会使糖蛋白和蛋白聚糖中游离的蛋白质水解，降低它们对原料的结合

化学分离与提纯的常用方法

化学分离与提纯的常用方法提纯是指将混合物净化除去其杂质，得到混合物中的主体物质，提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。混合物的分离方法有许多种，但根据其分离本质可分为两大类，一类：化学分离法，另一类：物理法，下面就混合物化学分离及提纯方法归纳如下：分离与提纯的原则 1.引入的试剂一般只跟杂质反应。 2.后续的试剂应除去过量的前加的试剂。 3.不能引进新物质。 4.杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离。 5.过程简单，现象明显，纯度要高。 6.尽可能将杂质转化为所需物质。 7.除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序。 8.如遇到极易溶于水的气体时，要防止倒吸现象的发生。概念区分清洗：从液体中分离密度较大且不溶的固体，分离沙和水；过滤：从液体中分离不溶的固体，净化食用水；溶解和过滤：分离两种固体，一种能溶于某溶剂，另一种则不溶，分离盐和沙；离心分离法：从液体中分离不溶的固体，分离泥和水；结晶法：从溶液中分离已溶解的溶质，从海水中提取食盐；分液：分离两种不互溶的液体，分离油和水；萃取：入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离，庚烷，取水溶液中的碘；蒸馏：溶液中分离溶剂和非挥发性溶质，海水中取得纯水；

分馏：离两种互溶而沸点差别较大的液体，液态空气中分离氧和氮；石油的精炼；升华：离两种固体,其中只有一种可以升华，离碘和沙；吸附：去混合物中的气态或固态杂质，活性炭除去黄糖中的有色杂质；分离和提纯常用的化学方法 1.加热法：当混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去。如，NaCl中混有NH4Cl，Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质。 2.沉淀法：在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时，应注意后加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新的杂质。如，加适量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。

结晶分离技术

结晶分离技术摘要：概述了结晶分离技术的原理, 综述了冷却剂直接触冷却结晶、反应结晶、蒸馏结晶耦合、氧化还原结晶液膜、萃取结晶、磁处理结晶等结晶分离方法。并且介绍了结晶分离新技术在一些领域的应用。关键词：结晶；分离；应用；溶液结晶在物质分离纯化过程中有着重要的作用, 随着工业的发展, 高效低耗的结晶分离技术在石油、化工、生物技术及环境保护等领域的应用越来越广泛, 工业结晶技术及其相关理论的研究亦被推向新的阶段, 国内外新型结晶技术及新型结晶器的开发设计工作取得了较大进展。结晶理论的发展结晶分离过程为一同时进行的多相非均相传热与传质的复杂过程。多年来,众多研究者在结晶热力学、结晶成核、晶体生长动力学、结晶习性、晶体形态及杂质对结晶过程的影响等方面进行了大量基础性研究并提出了描述结晶过程的理论[1 ] ,例如,粒数衡算理论及其相关理论、评价熔融结晶过程以及熔化过程的一些关系式的提出等; Kirwan 和Pigford 基于活化状态模型发展了熔融液中晶体生长的界面动力学绝对速度理论[2 ] ;将计算流体力学的方法与粒数衡算理论相结合,通过模拟的方法揭示沉析动力学和流体力学之间的相互作用等。结晶是一个重要的化工过程,溶质从溶液中结晶出来要经历两个步骤:晶核生成和晶体生长。晶核生成是在过饱和溶液中生成一定数量的晶核;而在晶核的基础上成长为晶体,则为晶体生长。影响整个结晶过程的因素很多,如溶液的过饱和度、杂质的存在、搅拌速度以及各种物理场等。例如声场对结晶动力学的影响,张喜梅等[3 ]就系统地研究了声场对溶液成核、溶液稳定性及晶体生长的影响,并深入探讨了其影响机理,为创造一种靠外力场强化工业结晶过程新单元操作提供了理论依据,将促进溶液结晶理论的发展。在过饱和溶液中附加声场,会产生空化气泡,气泡的非线性振动以及气泡破灭时产生的压力,使体系各点的能量发生变化。体系的能量起伏很大,使分子间作用力减弱,溶液粘度下降,增加了溶质分子间的碰撞机会而易于成核,且气泡破灭时除产生的压力外,会产生云雾状气泡,这有助于降低界面能,使具有新生表面的晶核质点变得较为稳定,得以继续长大为晶核。这些都丰富了结晶理论,为结晶理论的进一步发展开辟了新领域。结晶过程所形成的组织结构主要由结晶过程固液界面的形态、晶体生长特征所决定。近年来,国际上越来越多的研究者认识到,开展对结晶过程晶体形貌结构特征的研究,对控制晶体的微观结构并获得所期望的材料性能具有重要意义。 1.结晶分离技术的研究进展结晶分离技术近年来发展很快,传统结晶法进一步得到发展与完善,新型结晶技术也正在工业上得到应用或推广。随着国际化工市场的竞争日趋激烈,要求化工产品的质量不断提高而成本则不断降低,因此,人们在研究开发新的结晶技术过程中更加重视结晶方法的选择、新型结晶器的开发及结晶工艺的设计。 2.结晶分离技术的分类结晶分离技术近年来发展很快, 传统结晶法进一步得到发展与完善, 新型结晶技术也正在工业上得到应用或推广。随着国际化工市场的竞争日趋激烈, 要求化工产品的质量不断提高而成本则不断降低, 因此, 人们在研究开发新的结晶技术过程中更加重视结晶方法的选择、

分离技术-

1、列举一个给你日常生活带来很大益处，而且是得益于分离科学的事例。分析解决这个分离问题时可采用哪几种分离方法，这些分离方法分别依据分离物质的那些性质。 2、中国科学家屠呦呦因成功研制出新型抗疟疾药物青蒿素，获得2015年诺贝尔医学奖。青蒿素是从中医文献中得到的启发，用现代化学方法提取的，请通过查阅资料说明提取分离中药有效成分都有哪些具体的实施方法。 3、了解国内纯净水生产的主要分离技术是什么，该技术掉了原水中的哪些物质（写出详细工艺流程）。 4、活性炭和碳纳米管是否有可能用来做固相萃取的填料？如果可以，你认为它们对溶质的保留机理会是一样的吗？ 5、固体样品的溶剂萃取方法有哪几种，从原理、设备及复杂程度、适用物质对象和样品、萃取效果等方面总结各方法的特点。 1答：海水的淡化可采用膜分离技术膜分离技术( Membrane Separation，MS) 是利用具有选择透过性的天然或人工合成的薄膜作为分离介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分药材进行分离、分级、提纯或富集的技术。膜分离技术包括微滤、纳滤、超滤和反渗透等。 2答： 1．经典的提取分离方法传统中草药提取方法有：溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法两种。溶剂提取法有浸渍法、渗源法、煎煮法、回流提取法、连续提取等。分离纯化方法有，系统溶剂分离法、两相溶剂举取法、沉淀法、盐析法、透析法、结晶法、分馏法等。 2．现代提取分离技术超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法。超临界流体萃取法（SFE）：该技术是80年代引入中国的一项新型分离技术。其原理是以一种超临界流体在高于临界温度和压力下，从目标物中萃取有效成分，当恢复到常压常温时，溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的

基于ICA的语音分离技术.

通信工程课程设计文档基于ICA的语音分离技术本项目主要研究的是低噪声环境下基于ICA的语音分离技术。大致可以将我们的项目分为以下几个内容： 1、语音信号的输入； 2、语音信号的混合处理； 3、混合信号的中心化； 4、混合信号的白化； 5、FASTICA算法； 6、解混输出。我们希望得到的最终结果是，将我们的输入的三个信号在经过混合和解混后以尽可能小的失真还原出来。项目成员：提交日期：指导教师：

1、项目总结 1.1、设计动机语音助手是一类可以通过语音交互来实现或替代部分我们在手机上的查询与操作的应用，通过此类应用，可以大大提高在不同场景下操作手机的便利性。现在的语音助手发展已经到了一个很高的位置，其中具有代表性三大语音助手是苹果公司的Siri语音助手、微软公司的Cortana和谷歌的Google Now。这些软件现在已经是在我们生活当中使用了，而语音助手中最重要的一环就是对用户输入的语音信号的识别。语音信号的采集比较简单，但是对语音信号的处理就是一项比较复杂的工作了。语音信号处理是一门语音学和数字信号处理两个学科相结合的产物。它和认知学、心理学、语言学、计算机科学、模式识别和人工智能等学科有着紧密的联系。语音信号处理的发展依赖于这些学科的发展，而语音信号处理技术的进步也会促进这些领域的进步。语音信号处理的目的就是要得到某些语音特征参数以便高效地传输或储存；或者是通过某种处理运算以达到某种用途的要求，例如人工合成语音、辨识出讲话者、识别出讲话的内容、进行语音控制等等。 1.2、问题分析语音信号分离处理就是利用盲源分离(Blind Source Separation，BSS)技术对麦克风检测到的一段语音信号进行处理。混合语音信号的分离是盲分离的重要内容，目前的混叠语音分离大多是建立在低噪声环境中的混叠情形下，以BSS为主，根据信号的统计特性从几个观测信号中恢复出未知的独立源成分。盲信号分离问题是信号处理中一个传统而又极具挑战性的课题。BSS是指仅从观测的混合信号（通常是多个传感器的输出）中恢复独立的源信号，这里的“盲”是指： (1) 源信号是不可观测的； (2) 混合系统是事先未知的。本项目主要是基于独立分量分析（Independent component analysis，ICA）技术的盲源分离。基本思路是以非高斯信号为研究对象，在独立性假设的前提下，对多路观测信号进行盲源分离。在满足一定的条件下，能够从多路观测信号中，较好地分离出隐含的独立源信号。

新型膜分离技术的研究进展

收稿日期：2011－04－18 作者简介：陈默（1986—），硕士研究生，从事含能化合物的合成研究；王建龙，教授，博士生导师，通讯联系人，主要从事含能化合物合成及炸药中间体的制备、应用及开发。新型膜分离技术的研究进展陈默，曹端林，李永祥，王建龙（中北大学化工与环境学院，山西太原030051）摘要：膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术，在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点，在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。关键词：膜分离；原理；应用；进展中图分类号：TQ028．8 文献标识码：A 文章编号：1008－021X （2011）05－0031－03 Research Progress of Membrane Technology CHEN Mo ，CAO Duan －lin ，LI Yong －xiang ，WANG Jian －long （College of Chemical Engineering and Environment ，North University of China ，Taiyuan 030051，China ）Abstract ：The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency ，high speed and saving energy．Membrane separation technology is applied widely as a new kind of separation technology．The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced ，including electrodialysis ，reverse osmosis ，nanofiltration ，ultrafiltration ，microfiltration ，gas separation ，pervaporation ，membrane reactor．Further more ，the application and current problems of different membrane technologies were extensively summarized．Finally ，application prospect of membrane separation technology was presented．Key words ：membrane separation ；principle ；application ；progress 膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法（蒸发、萃取或离子交换等）相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。1膜分离技术的分离原理和特点1．1 纳滤纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200 1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻－孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量；与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，是国内外研究的热点。余跃等［1］对纳滤技术处理印染废水进行了去除COD 和脱色的研究。结果表明，纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD 。Salzgitter Flachstahl 电镀厂采用膜技术处理镀锌废水，回收其中的Zn 2+ 和H 2SO 4，其结果达到了设计要求［2］。常江等［3］在完成用新型纳滤膜处理模拟含Ni 2+ 废水实验室研究的基础上，进行了电镀镍漂洗废水的纳滤膜处理及镍和水回收利用的工业试验，为大规模工业应用提供了参考数据。杨青等［4］研究报道将DK 型与NF90型纳滤膜组合可适用于治理高浓度、高盐分的吡啉农药废水污染。1．2 超滤超滤的截留相对分子质量在1000 100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，是膜表面上的机械截留（筛分）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。徐超等［5］在中试中采用浸没式超滤膜代替传统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水，取得较好的处理效果，设备费用降低了。罗涛等［6］采用混凝沉淀－超滤工艺对微污染原水进行试验，结果表明，组合

分离和提纯技术

分离和提纯技术多步分离单酚和生物质油的不溶相中的热解木质素摘要：为了实现生物质油中的不溶相高位值的利用，用酸性和碱性溶液合成的有机溶液分离单酚和生物质油不溶相中的热解木质素。酚醛树脂可由生物质油中的不溶相抽出反应获得，其在酚类中含量高达94.35%，愈创木酚的含量达到了48.27%。而且，傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)分析热解木质素显示的主要结构单元是愈创木酚和二甲氧基苯酚。高分子量热解木质素中以分子量高于1000的聚合物为主, 而低分子量热解木质素中含有较多的活性酚羟基。 1.引言生物质油是一种有生物质快速热解的液体产物，其包含数百种化学物的复杂的液体混合物，它表现为一些较差的特性，比如高含水量、含氧量高、热值低,和强大的腐蚀性，这些缺点使它很难直接用作汽车燃料，因此，开发了几种高级技术提高生物油的品量,包括催化加氢脱氧、催化裂化、蒸汽重整、催化酯化、超临界提升,等等。然而，由于生物质油的复杂性，一个单一的提高品质的技术无法实现所有成分的有效转换。研究催化裂化的影响和蒸汽重整生物油的主要化学组分表明,羧酸和酮表现出高反应活性和催化稳定性。而酚类化合物较难转化，酚类化合物的高效转换通常需要高强度的反应条件如加氢脱氧下高氢气压力。高分子量酚醛树脂低聚物不仅显示低反应性,

但在加热条件下也很有可能生成焦炭,这将导致催化剂失活。因此,生物油的分离会使不同的分数不同的升级技术更有效率和随后的隔离还提供了一个初期的有价值的化学物质。蒸馏和溶剂萃取是常见的隔离和分离技术。由于生物油的热气流和化学不稳定性,以及含量高的高沸点化合物,传统的蒸馏馏分油收率低并且会结焦。为了解决这个问题，王等人介绍了用分子蒸馏技术的一个合适的方法分离热敏感的化学物质，他们对生物油的分离特性的研究表明,这种方法导致高馏分油产量没有明显的炼焦,并获得的分数被成功升级到产生更好的燃料，另一个前景看好的隔离方法是溶剂萃取,一般应用于生物油特性描述，在许多溶剂中，水是廉价和高效的一种。水萃取后生物油可以分为水溶性和水不溶性阶段,并且分离阶段可以单独处理。低分子量的水溶相主要包括反应活性高酸和酮。已经证明醋酸和左旋葡聚糖可以有效地隔绝生物油水溶相，升级研究表明，生物油水溶相广泛用于蒸汽转化,可以生成高产量的氢，此外,在温和加氢脱氧和催化裂化过程中,生物油水溶相也是生产碳氢化合物、醇类、烯烃的原料。虽然生物油水溶相表明好的升级性能, 由于其成分的复杂性水不溶性的升级阶段的研究是受限的，它的主要衍生产品,包括单酚如苯酚、愈创木酚,和二甲氧基苯酚以及酚类低聚物(或热解木质素)。通过加氧脱氢单酚可以转化为碳氢化合物,但热解木质素由于其化学惰性很难升级。因此,除了更高效利用水溶相，,将生物油水不溶相进一步分离成几种组分，然后用合适的技术将他们分别升级也非常必要，主要的设计方案是图1所示。水溶相升级到催化裂化,蒸

智能麦克风阵列语音分离和说话人跟踪技术研究_杜江

智能麦克风阵列语音分离和说话人跟踪技术研究杜江1,朱柯2 (1 电子科技大学通信学院,四川成都610054;2 韩国三星电子数字媒体技术研究所) 摘要: 本文介绍一种新的基于麦克风阵列的语音分离和说话人跟踪技术.该技术使用麦克风阵列,形成一个指向感兴趣说话人的波束来增强信号,并通过方向置零来抑制其他说话人的声音和噪声,同时用自适应算法跟踪说话人的方位变化.仿真验证了该技术的有效性.与常规的自适应算法相比,该算法不需训练序列,具有显著的优势. 关键词: 麦克风阵列;语音分离;说话人跟踪;波束形成中图分类号: TN912 文献标识码: A 文章编号: 0372 2112(2005)02 0382 03 Smart M icrophone Arrays for Speech Sources Separa tion and Speaker Tracking DU Jiang 1 ,ZHU Ke 2 (1.Institute o f Communication and In f o rmation Engine ering ,U ESTC ,Chengdu,Sic huan 610054,China ;2.Conne ctivity L ab,R &D Cente r ,Digital Me dia ,Samsung Elect roncs Co.Lt d.Korea) Abstract: A new speech sources separation and speaker tracking technique is introduced based on microphone arrays.By means of spatial property of the received speech signals from microphone arrays,thi s method utilizes beamforming to estimate the DOA of the speaker of interest,and attenuates un wan ted voices by nulling other directions.Considering the speech environments where the speaker may freely move and the background voices ex is t,an adaptive al gorithm is used to track the movements and the source direc tion variations au https://www.360docs.net/doc/fc4214727.html,pu ter si mulations validate the effectiveness of the https://www.360docs.net/doc/fc4214727.html,pared with the conventional meth ods,the scheme needs no training sequence,and have great p otential practical advantages. Key words: microphone arrays;speech separation;speaker tracking;beamforming 1 引言选择性增强感兴趣的语音信号并同时压制噪声和干扰有相当重要的实用价值[1].涉及到的关键技术之一是信源分离,即在多个混合声音信号中,选择并放大某个或几个声源.但是,在嘈杂的背景下,由于各种声音混迭和说话人位置改变,用常规的时频域处理技术几乎不可能有效的跟踪和分离出感兴趣的声音.基于上述事实,本文利用麦克风阵列对接收的信号进行空时处理,介绍的算法在空域为线性的,在时域为非线性,利用空间信号的位置和每个声源的独立不相关统计特性提取和跟踪感兴趣的说话人的声音[2,3].本技术主要包括以下几个方面:(1)使用改进的MUSIC 算法,实现麦克风阵列接收范围的信源数目和方位;(2)介绍了一种基于神经网络的自适应盲源分离算法,它是对文献[2,4]的信源分离方法的改进.该算法用神经网络作为信号分离的约束条件,构成一个最优化盲算法准则.它能自适应语音通信环境,使分离的信号保持统计独立条件下的最优;(3)对空间分离后的每路语音在时频域采用谱抵消技术进一步抑制噪声[5]. 2 麦克风阵列的近场声音传播模型当信源离阵列很近时,麦克风阵列处理必须采用更精确的球面波前模型,要考虑声波波前在传播过程中发生的幅度衰减,其衰减因子与传播距离呈反比[6].对于一个长度为L 的阵列,如果信源与阵列的距离r <2L 2/ , 为声波的波长,则该信源位于近场之内 . 如图1定义一个参考麦克风作为三维向量空间的原点.设位于(r s , s , s )的信源S 的空间位置向量为P s .其中,r s 为信源与参考麦克风的距离, s 和 s 分别表示信源的方位角和仰角.在该坐标系中,同样定义麦克风的空间位置向量p i (i =1,2, ,N ).从信源S 到第i 个麦克风的欧氏距离为:d t = p s -p i , 这种麦克风阵元的距离差使每个麦克风的接收的信号产生幅度相位差.在有N 个麦克风,M 个信源的阵列中,第i 个麦克风的接收信号为: x i (t)= N k =1 a (r k , k , k )s k (t)+ n i (t)(1) 式中,s i (t )为信号,n i (t )为加性噪声,a (r k , k , k )= [ 1e -j 2 f 1 , , M e -j 2 f M ]T 是阵列响应向量, k =d 1/d k 为幅度衰减因子.式(1)表示为矩阵形式: 收稿日期:2003 10 16;修回日期:2004 10 16 第2期2005年2月电子学报ACTA ELECTRONICA SINICA Vol.33 No.2 Feb. 2005