生物工程分析的基础知识.ppt

1、第2章 生物工程分析的基础知识2.1 概述2.2 分析样品的采集、制备及保存2.3 样品的预处理2.4 2.4 生化产品检验与分析方法的评价生化产品检验与分析方法的评价 1.误差及分析方法的选择 2.数据处理与质量控制2.1 概述1.样品分析流程:样品的采集、制备和保存，样品的预处理，样品的采集、制备和保存，样品的预处理，成分检验与分析，数据处理，整理报告。成分检验与分析，数据处理，整理报告。2.样品前处理的评价准则:(1)是否能最大限度地除去干扰物(2)被测组分的回收率是否高(3)操作是否简便、省时(4)成本是否低廉(5)对人体和环境是否产生影响2.2样品的采集、制备及保存样品的采集、制备及

2、保存一一一一.样品的采集样品的采集样品的采集样品的采集1.1.1.1.定义定义定义定义:从大量的分析对象中抽取有从大量的分析对象中抽取有从大量的分析对象中抽取有从大量的分析对象中抽取有代表性代表性代表性代表性的部分样品的部分样品的部分样品的部分样品作为分析样品的工作。作为分析样品的工作。作为分析样品的工作。作为分析样品的工作。2.2.2.2.正确采样，必须遵守的原则：正确采样，必须遵守的原则：正确采样，必须遵守的原则：正确采样，必须遵守的原则：代表性代表性代表性代表性（一）（一）（一）（一）.采集的样品要均匀，有代表性，能反应全部被采集的样品要均匀，有代表性，能反应全部被采集的样品要均匀，有代

3、表性，能反应全部被采集的样品要均匀，有代表性，能反应全部被测生化产品的组份，质量和卫生状况；测生化产品的组份，质量和卫生状况；测生化产品的组份，质量和卫生状况；测生化产品的组份，质量和卫生状况；(正确划分取正确划分取正确划分取正确划分取样单元和确定取样点是十分重要的样单元和确定取样点是十分重要的样单元和确定取样点是十分重要的样单元和确定取样点是十分重要的)（二）（二）（二）（二）.采样过程中要设法保持原有的理化指标，防采样过程中要设法保持原有的理化指标，防采样过程中要设法保持原有的理化指标，防采样过程中要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散或带入杂质。止成分逸散或带入杂质。止成分逸散或带入杂质

4、。止成分逸散或带入杂质。（三）采用的一般程序（三）采用的一般程序1.1.1.1.颗粒状样品颗粒状样品颗粒状样品颗粒状样品(粉状生化产品粉状生化产品粉状生化产品粉状生化产品)对于这些样品采样时应从某个角落，上中下各取对于这些样品采样时应从某个角落，上中下各取对于这些样品采样时应从某个角落，上中下各取对于这些样品采样时应从某个角落，上中下各取一类，然后混合；用一类，然后混合；用一类，然后混合；用一类，然后混合；用四分法四分法四分法四分法得平均样品。得平均样品。得平均样品。得平均样品。2.2.2.2.半固体样品（如蜂蜜，稀奶油）半固体样品（如蜂蜜，稀奶油）半固体样品（如蜂蜜，稀奶油）半固体样品（如蜂

5、蜜，稀奶油）用用用用采样器采样器采样器采样器从上中下分别取出检样混合后得平均样从上中下分别取出检样混合后得平均样从上中下分别取出检样混合后得平均样从上中下分别取出检样混合后得平均样品。品。品。品。（四）采样的数量与方法采样工具套筒式采样器套筒式采样器3.液体样品液体样品液体样品，先混合均匀，用液体样品，先混合均匀，用吸法分层吸法分层取样取样每层取每层取500ml，装入瓶中混匀得平均样品。，装入瓶中混匀得平均样品。4.小包装的样品小包装的样品对于小包装的样品是连包装一起取（如罐对于小包装的样品是连包装一起取（如罐头，奶粉）一般按生产班次取样，取样数头，奶粉）一般按生产班次取样，取样数为为1/30

6、00，尾数超过，尾数超过1000的多取的多取1罐，罐，但是每天每个品种取样数不得少于但是每天每个品种取样数不得少于3罐。罐。5.不均匀的样品不均匀的样品6.6.生物活性样品的采集生物活性样品的采集:(1)(1)生物材料的采集尽可能地接近正常状态下获得组生物材料的采集尽可能地接近正常状态下获得组织和器官。必须快速，及时速冻、低温保存织和器官。必须快速，及时速冻、低温保存(2)(2)血样采集用得较多的方法是静脉采血血样采集用得较多的方法是静脉采血(3)(3)尿样通常取在规定时间内的尿液尿样通常取在规定时间内的尿液(4)(4)唾液采样一般是在漱口后唾液采样一般是在漱口后15 min,15 min,收

7、集口内自然收集口内自然流出或舌在口腔内搅动后流出的混合唾液流出或舌在口腔内搅动后流出的混合唾液二二.样品的制备样品的制备1.1.样品的制备目的：使样品充分代表待测样品的性样品的制备目的：使样品充分代表待测样品的性样品的制备目的：使样品充分代表待测样品的性样品的制备目的：使样品充分代表待测样品的性质质质质2.2.样品的制备样品的制备样品的制备样品的制备(粉碎、混匀和缩分）方法：粉碎、混匀和缩分）方法：粉碎、混匀和缩分）方法：粉碎、混匀和缩分）方法：摇动或搅拌（液体样品，浆体，悬浮液体）摇动或搅拌（液体样品，浆体，悬浮液体）摇动或搅拌（液体样品，浆体，悬浮液体）摇动或搅拌（液体样品，浆体，悬浮液体

8、）（用玻璃棒、电动搅拌器、电磁搅拌）（用玻璃棒、电动搅拌器、电磁搅拌）（用玻璃棒、电动搅拌器、电磁搅拌）（用玻璃棒、电动搅拌器、电磁搅拌）切细或搅碎切细或搅碎切细或搅碎切细或搅碎（固体样品）（固体样品）（固体样品）（固体样品）研磨或用捣碎机研磨或用捣碎机研磨或用捣碎机研磨或用捣碎机 目前一般都用高速组织捣碎机进行样品的制备。目前一般都用高速组织捣碎机进行样品的制备。目前一般都用高速组织捣碎机进行样品的制备。目前一般都用高速组织捣碎机进行样品的制备。三三.样品的保存样品的保存 防吸水或失水、霉变、细菌等1.1.鲜鲜样样如如不不能能立立即即测测定定，则则须须放放在在冰冰箱箱中中(-5)(-5)短短

9、期期冷冷藏保存，以抑制其生理变藏保存，以抑制其生理变化。化。2.2.新新鲜鲜的的动动物物样样品品取取样样后后，一一般般采采取取冷冷冻冻保保存存（2020），或或采采用用超超低低温温保保存存（7070），或或采采用用液液氮氮冷冷冻保存，以防止蛋白质及脂肪发生变化。冻保存，以防止蛋白质及脂肪发生变化。2.3样品的预处理样品的预处理一一一一.预处理目的预处理目的预处理目的预处理目的:排除测定干扰因素；浓缩测定物质排除测定干扰因素；浓缩测定物质排除测定干扰因素；浓缩测定物质排除测定干扰因素；浓缩测定物质(1)(1)(1)(1)提高灵敏度和降低检测限提高灵敏度和降低检测限提高灵敏度和降低检测限提高灵敏度

10、和降低检测限(2)(2)(2)(2)提高测试精度提高测试精度提高测试精度提高测试精度(3)(3)(3)(3)提高方法的选择性提高方法的选择性提高方法的选择性提高方法的选择性(4)(4)(4)(4)使样品易保存和运输使样品易保存和运输使样品易保存和运输使样品易保存和运输(5)(5)(5)(5)延长测试仪器的使用寿命延长测试仪器的使用寿命延长测试仪器的使用寿命延长测试仪器的使用寿命二二二二.预处理方法分类：预处理方法分类：预处理方法分类：预处理方法分类：1.1.1.1.溶解法溶解法溶解法溶解法2.2.2.2.蒸馏法蒸馏法蒸馏法蒸馏法3.3.3.3.有机物破坏法有机物破坏法有机物破坏法有机物破坏法

11、干法灰化干法灰化干法灰化干法灰化 避免测定物质的散失，加碱或避免测定物质的散失，加碱或避免测定物质的散失，加碱或避免测定物质的散失，加碱或酸酸酸酸 湿法消化湿法消化湿法消化湿法消化4.4.4.4.溶剂提取法溶剂提取法溶剂提取法溶剂提取法 溶剂分层法溶剂分层法溶剂分层法溶剂分层法浸泡法浸泡法浸泡法浸泡法盐析盐析盐析盐析 5.5.5.5.色层分离法色层分离法色层分离法色层分离法6.6.6.6.其它的生化分离提纯技术其它的生化分离提纯技术其它的生化分离提纯技术其它的生化分离提纯技术1 1有机物破碎法有机物破碎法用用于于样样品品中中无无机机盐盐或或金金属属离离子子的的测测定定。在在高高温温或或强强烈烈

12、氧氧化化条条件件下下，使使样样品品中中有有机机物物质质分分解解，并并在在加加热热过过程程中中成成气气态态而而逸逸散散掉掉。根根据据具具体体操操作作方方法法不不同同，又又分分为为干干法灰化法灰化和和湿法消化湿法消化两大类。两大类。干法灰化时，样品在灰化炉中（一般干法灰化时，样品在灰化炉中（一般550550摄氏度）摄氏度）被充分氧化。为了避免测定物质的散失，往往加入少量被充分氧化。为了避免测定物质的散失，往往加入少量碱性或酸性物质（固定剂），通常称为碱性干法灰化或碱性或酸性物质（固定剂），通常称为碱性干法灰化或酸性干法灰化。酸性干法灰化。三三.样品的预处理的具体方法样品的预处理的具体方法 湿法灰化

13、湿法灰化是加入是加入强氧化剂强氧化剂（如浓硝酸、高氯酸、高锰酸钾等），（如浓硝酸、高氯酸、高锰酸钾等），使样品消化，而被测物质呈离子状态保存在溶液中。由于湿法消化使样品消化，而被测物质呈离子状态保存在溶液中。由于湿法消化是在溶液中进行，反应也较缓和一些，所以被分析物质的散失就大是在溶液中进行，反应也较缓和一些，所以被分析物质的散失就大大减少。湿法常用于某些极易挥发散失的物质。大减少。湿法常用于某些极易挥发散失的物质。干干法法灰灰化化时时间间长长，常常需需过过夜夜完完成成，但但无无须须工工作作者者经经常常看看管管。由由于于试试剂剂用用量量少少，产产品品的的空空白白值值较较少少，对对挥挥发发性性物

14、物质质的的损损失失较较湿湿法法消消化大。化大。湿法消化时间短，而且挥发性物质损失较少，然而其试剂用量较湿法消化时间短，而且挥发性物质损失较少，然而其试剂用量较大并须工作者经常看管。大并须工作者经常看管。2 2蒸馏法蒸馏法利利用用液液体体混混合合物物中中各各组组分分挥挥发发度度的的不不同同分分离离为为纯纯组组分分的方法叫蒸馏。的方法叫蒸馏。（1 1）常压蒸馏）常压蒸馏当被蒸馏的物质受热后不发生分解或在沸点不太高的当被蒸馏的物质受热后不发生分解或在沸点不太高的情况下，可在常压进行蒸馏。加热方法根据被蒸馏物质的情况下，可在常压进行蒸馏。加热方法根据被蒸馏物质的特性和沸点来确定，如果特性和沸点来确定，

15、如果沸点不高于沸点不高于9090可用水浴可用水浴；如果；如果超过超过9090，则可改为油浴、沙浴、盐浴、石棉浴；如果被，则可改为油浴、沙浴、盐浴、石棉浴；如果被蒸馏物质不易爆炸或燃烧，可用电炉或酒精灯一直接火加蒸馏物质不易爆炸或燃烧，可用电炉或酒精灯一直接火加热，最好要垫以石棉网，使受热均匀且安全。当被蒸馏物热，最好要垫以石棉网，使受热均匀且安全。当被蒸馏物质的沸点高于质的沸点高于150150度度时，可用空气冷凝管代替冷水冷凝器。时，可用空气冷凝管代替冷水冷凝器。（2）减压蒸馏当常压蒸馏容易使蒸馏物质分解，或其沸点太高时，可以采用减压蒸馏。减压装置可用水泵或真空泵。（3）水蒸汽蒸馏将水和与水互

16、不相溶的液体一起蒸馏，这种蒸馏的方法就成为水蒸汽蒸馏。（4）分馏分馏是蒸馏的一种，是将液体混合物在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝，将液体混合物分离为各组分的蒸馏过程。这种蒸馏方法用于这种混合液体，即它的两种或两种以上组分是可以互溶而且沸点相差很小的。（5 5）扫集共蒸馏法）扫集共蒸馏法 扫集共蒸馏法是在成套的专门装置中进行的（如图扫集共蒸馏法是在成套的专门装置中进行的（如图2-22-2），），可用于农药。其原理是样品抽提液用注射器从施特勒管的一端可用于农药。其原理是样品抽提液用注射器从施特勒管的一端注入后，农药便和溶剂在加热的管中化为蒸汽，并借氮气流吹注入后，农药便和溶剂在加热的管中化为蒸汽，并借氮气流吹入冷凝管，然后通过微层析柱进入收集器内，而脂肪和色素等入冷凝管，然后通过微层析柱进入收集器内，而脂肪和色素等杂质则被留在施特勒管和微层析柱中。用此法净化只需杂质则被留在施特勒管和微层析柱中。用此法净化只需20203030分钟，速度快且节省溶剂。对试样中的色素及脂肪都可分离。分钟，速度快且节省溶剂。对试样中的色素及脂肪都可分离。施特3溶剂提取法在任一溶剂中，不同的物质具有不同的