化学洗涤的具体操作方法范文
时间:2023-11-21 18:13:27
导语:如何才能写好一篇化学洗涤的具体操作方法,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一、蒸发结晶
高中化学人教版必修1课本第一章P5-6实验1-1介绍粗盐提纯,最后从食盐水得到食盐晶体,就是采用蒸发结晶的(初中化学实验也讲过),因为NaCl的溶解度随温度变化不大,其溶解度曲线图中几乎是一条直线(图1所示),所以升高温度时,其溶解度增大幅度小,降低温度时其溶解度减小幅度也小,其晶体析出率太低(
【方法突破1】获得溶解度随温度变化不大的单一热稳定性好的溶质(如从NaCl溶液中获得NaCl)――操作方法:蒸发结晶(蒸发至大部分晶体析出即停止加热)。
二、蒸发浓缩、冷却(降温)结晶
如图1所示,是氯化钠和硝酸钾固体的溶解度曲线,硝酸钾符合大多数物质溶解度变化的普遍规律,随温度升高,溶解度显著增大(也有个别反常的,溶解度随温度升高而减小的如:Ca(OH)2、Li2CO3等),也即是一条陡峭的曲线。现在如果只有KNO3水溶液,如何可以得到KNO3晶体?是否也是和NaCl的处理方法相同呢?结合溶解度曲线可知,操作方法不相同,因为其溶解度随温度升高而增大,温度较高温下情况下析出晶体少,因而 KNO3只需要蒸发浓缩(使其在较高温度下达到饱和――此时会出现结晶膜),再冷却(降温)结晶就会析出大量的晶体(曲线越陡峭,晶体的析出率越高,KNO3通过降温结晶析出率高达90%以上),而不必蒸发结晶(那样会加热时间更久,浪费更多燃料和时间)。这种考查方式比较常见。
【拓展变式】若KNO3晶体含少量杂质NaCl ,如何提纯?
【思路点拨】像这样为了进一步得到纯度更高的某种晶体,我们还要再分别进行多次结晶操作,称为重结晶(再结晶)。其应用广泛,适合分离两者(或多者)溶解度随温度影响变化不同的物质的分离(如有机物中的苯甲酸的重结晶,2012年广东高考33题考过等)。故此时就是重结晶,具体操作为:将所得KNO3产品溶于适量水,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得滤渣。
【方法突破2】获得溶解度随温度变化大的或易被氧化或易分解或含结晶水的溶质(如:KNO3、FeSO4・7H2O、NH4Cl、CuSO4・5H2O、莫尔盐【――(NH4)2Fe(SO4)2 ・6H2O】等晶体的获得)――操作方法:蒸发浓缩(蒸发至溶液表面出现结晶膜即停止加热)、冷却结晶、过滤(若是混合液则还需洗涤)、干燥。
【例1】(2014届惠州三调32题节选)硫酸亚锡(SnSO4)可用于镀锡工业.某小组设计SnSO4制备路线为:
操作Ⅰ是 .
【思路点拨】大多数物质溶解度随温度升高而显著增大,所以题干未给出溶解度曲线或溶解度数据的情况下,要获得晶体则直接采用上面归纳的方法突破2的操作回答即可。
【答案】蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【误区警示】过滤有多种,如低温过滤、热过滤、减压过滤(抽滤――能加快过滤速度)等,请注意区分;过滤得到的晶体不一定是难溶物,只是在特定温度下该物质达到过饱和即可析出该晶体;过滤之后是需要获得滤液还是需要获得滤渣(晶体),请结合题意具体问题具体分析,不能形成思维定势。
【例2】(2014届揭阳一中期中考试32题节选)硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:
从硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为
、 、过滤、干燥。
【思路点拨】注意观察溶解的的数据,不能笼统的回答蒸发浓缩,应该特定的温度下恒温蒸发(因为60℃其溶解度最大,再降温结晶,晶体析出率最大)。
【答案】60℃条件下蒸发浓缩、冷却(降温)结晶。
【误区警示】蒸发有多种,如加热蒸发、恒温蒸发、减压蒸发(使其在低温下快速蒸发),请注意区分他们的作用不同,具体问题要具体回答准确;蒸发浓缩结晶(析出晶体,后续操作是趁热过滤)与蒸发浓缩(出现晶膜,后续操作是冷却结晶)蒸发的具体程度不同,请注意区别(有时是题目是笼统描述的不加区分)。
【变式迁移1】(2014届广东六校第二次联考32题节选)工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下:
减压蒸发的原因 ,减压蒸发与过滤之间缺哪一步操作 。
【思路点拨】液体的沸点随压强增大而增大,压强减小而减小,故减压蒸发的原因可以解释与该物质的水解、稳定性等有关,本题具体分析可知在碱式硫酸铁中Fe3+是部分水解的,而Fe3+水解程度随温度升高而增大。
【答案】使水在较低温度下蒸发程度大,而防止Fe3+的水解程度太大生成Fe(OH)3影响产品纯度和产量;冷却结晶。
【变式迁移2】(2103届茂名二模32题节选)工业利用精炼镁渣(含有MgO、KCl、MgCl2、BaCl2、CaCl2、FeCl3等杂质)回收MgCl2的工业流程如下:
操作I包含多个操作,分别为 过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是 。
【思路点拨】第一个空回答较简单,是得到含有结晶水合物,方法自然能答对结晶方法;后面烘干的问题解释要到位,干燥也有多种:烘干(常压、减压)、晾干、吹干等。
【答案】蒸发浓缩,冷却结晶;降低烘干时的温度,防止MgCl2・6H2O分解(失去结晶水)。
三、蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤
根据上面图1所给的NaCl和KNO3的溶解度曲线思考,若溶液中含有大量的NaCl和少量的KNO3,如何从溶液中获得NaCl晶体呢?这时很自然想到,蒸发浓缩时,NaCl会先饱和析出晶体(因为NaCl占大部分,且其溶解度随温度变化不大,而KNO3含量少,且高温溶解度更大,远未达到饱和),为了防止低温下KNO3析出,故需趁热滤即可。单独考查这种方式不常见。
【方法突破3】多种溶质获得溶解度随温度变化不大或随温度升高而减小的(如:大量的NaCl和少量的KNO3混合溶液中获得NaCl)――操作方法:蒸发浓缩(蒸发程度更大,至结晶析出)、趁热过滤、洗涤、干燥 。
【例3】(2013届韶关一模32题节选)Na2SO4和Na2SO4・10H2O的溶解度曲线(g/100 g水)如右图,则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是:将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、 用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是 ;
【点拨】注意溶解度曲线,先低温下一段增加的是Na2SO4・10H2O的溶解度曲线,后高温下一段减小的是Na2SO4的溶解度曲线,故这里不能冷却结晶,会得到Na2SO4・10H2O;洗涤剂的选择注意结合题意具体分析。
【答案】趁热过滤;降低Na2SO4的溶解度,减少其在水中溶解而损失,防止形成 Na2SO4・10H2O而引入新杂质。
【误区警示】过滤之后是否要洗涤,需要看原溶液是单一溶液还是混合溶液(大多是混合溶液);洗涤的目的就是要洗掉晶体表面(吸附)所含有的少量可溶性的杂质(若是晶体内部的杂质,洗不掉,只能通过重结晶除去),洗涤试剂选择要恰当,特别是可溶性的晶体则要尽量减少晶体溶解而损失,常用方法有用:冷水、热水、有机溶剂、或用该晶体的饱和溶液等来洗涤的,具体需要根据晶体的溶解性及其他性质来选择。
【变式迁移3】(2014届江门调研测试第32题节选)已知有关物质的溶解曲线如右图所示,若要从碳酸钠溶液中获得碳酸钠晶体的操作是 。
【思路点拨】可能部分同学对图像理解不到位,会错误的回答:蒸发浓缩、趁热过滤,虽然其在40℃溶解度最大,但低温时(0℃)溶解度减少显著,而40-90℃虽减小,但不显著,故蒸发浓缩(不必具体答40℃蒸发浓缩,温度太低,效果差,升高温度后溶解度下降不大,而温度高,蒸发效果好)、冷却结晶、过滤。
【答案】蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
【变式迁移4】(2013届揭阳华美三模第32题节选)K2FeO4 在水溶液中易水解:4FeO2-4+10H2O?葑4Fe(OH)3+8OH-+3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 溶液(填序号)。
A. H2O B. CH3COONa、异丙醇
C. NH4Cl、异丙醇 D. Fe(NO3)3、异丙醇
【思路点拨】根据相似相溶原理,离子化合物一般在有机溶剂中的溶解度不大,而一般有机物在水中溶解度不大,少数的醇(1-3个碳原子的醇)、丙酮等具有亲水基,与水任意比例互溶,是常用的洗涤剂,它能减少产品溶解而损失,同时溶解杂质,且本身有机溶剂易挥发,顺便带走产品中的水分,便于产品晶体的干燥。本题除了考虑溶解性问题外,还需要考虑水解问题。
【答案】B
四、先蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤,后冷却结晶、过滤
如何从等物质的量的NaCl和KNO3混合溶液中分别获得NaCl和KNO3晶体呢?结合上面提到的溶解变化规律可知:要将两者溶解度随温度变化存在显著差异物质分离,关键在于控制温度。原理是在高温下析出溶解度小的(此处为NaCl),低温下同样析出溶解度小的(此处为KNO3),具体操作为:较高温下先蒸发浓缩至析出晶体(这时析出的绝大多数是NaCl),再趁热过滤,然后将滤液再冷却结晶(此时析出的绝大多数是KNO3)。这种考法也不常见,一定要结合溶解度曲线具体分析。
【方法突破4】多种溶质获得溶解随温度度变化大的以及同时还要获得溶解随温度度变化小的(或溶解度随温度变化规律相反的两物质)。(如:等物质的量的NaCl和KNO3混合溶液中分别获得NaCl和KNO3)――操作方法:先蒸发浓缩(结晶),趁热过滤,得到溶解度变化小的晶体;再将滤液冷却结晶,过滤,得到溶解度变化大的晶体。
【例4】(2009年广东高考题22题改编)某同学向饱和MgCl2溶液中加入2倍物质的量的饱和NaClO3溶液,请写出发生反应的化学方程式为: ;再进一步制取Mg(ClO3)2・6H2O的实验步骤依次为:①蒸发浓缩结晶;② ;③ ;④过滤、洗涤。【提示:四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。】
【思路点拨】结合溶解度曲线变化,此时发生的反应为:MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl,注意对复分解反应的理解不能只停留在初中水平,实际上只要溶液中离子浓度足够大,当QC>Ksp时,即可形成沉淀,由本题溶解度曲线可知,四种物质中NaCl溶解度最小,即Ksp(NaCl)最小,最先达到饱和,优先沉淀。与此相似的典型实例就是侯氏制碱法里面应用反应:NaCl+NH4HClO3=NH4Cl+NaHCO3,与本题原理相同;故分离NaCl和Mg(ClO3)2・6H2O的方法是,蒸发浓缩结晶、趁热过滤(得NaCl)、冷却结晶、过滤【得Mg(ClO3)2・6H2O】、洗涤。
【答案】MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl;趁热过滤;冷却结晶。
【误区警示】一般蒸发浓缩后的过滤为趁热过滤,而冷却结晶后的过滤不用趁热过滤。趁热过滤的目的防止过滤太慢,溶液冷却而导致溶解度随温度变化大的晶体析出,大大降低此时所得溶解度随温度变化小的晶体的纯度,并且会导致下一个操作――冷却结晶所要析出的溶解随温度变化大的晶体损失较多。
【变式迁移4】(2013届广州二模节32题选)硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(含2MgO・B2O3・H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:
已知:H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃时的溶解度依次为5.0 g、8.7 g、14.8 g、40.2 g。
(1)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是
___________________________。
(2)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图7所示,且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4・H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩,_____________。
【思路点拨】根据溶解度的数据不难解释需要趁热过滤的原因,蒸发浓缩之后,后续操作不能思维定式回答冷却结晶或趁热过滤,要结合题给信息作答。
【答案】(1)防止温度下降时H3BO3从溶液中析出 (意思相同即可给分。例如:从H3BO3溶解度数据可知,温度较高时,H3BO3溶解度较大,不易从溶液中析出。);(2)加压升温结晶(得分点:加压2分、升温或升温结晶1分,升温到180-200℃左右结晶析出得2分)。
五、在化学实验中的综合运用问题
【例5】(2014届揭阳市华美模拟题)下表是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水):
(假设:盐类共存时不影响各自的溶解度,分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计)
某同学设计用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料,加入一定量的水制取硝酸钾的实验,其流程如图所示:
(1)在①和③的实验过程中,需要控制的关键实验条件是________。在上述晶体中________(填“A”或“C”)应为硝酸钾晶体。
(2)在①②的实验过程中,需要进行的操作依次是加水溶解、蒸发浓缩、_______。
(3)粗产品中往往含有一定的杂质,检验该杂质成分中阳离子的具体操作_______。欲将粗产品提纯,可采取的方法是 。
(4)为了洗涤所得的硝酸钾晶体,下列溶剂最佳的洗涤剂的是____(填编号)。
a. 热水 b. 冰水 c. 95%的酒精 d. 四氯化碳
(5)如取34.0 g硝酸钠和29.8 g氯化钾,加入70 g水,在100 ℃蒸发掉50 g水,维持该温度,过滤,析出晶体的质量为________。
【思路点拨】本题是将前面所讲四个方面的一个综合,注意本题的基本原理是:NaNO3+KCl=KNO3+NaCl(100℃时),注意结合表格中溶解的差异,找到某一温度下,谁的溶解度最小,则前面4个问题易解决,(5)需要计算,n(NaNO3)=34.0/85=0.4mol,n(KCl)=29.8/74.5=0.4mol,按照上述计量1∶1反应,理论生成n(NaCl)=0.4mol,100 ℃溶剂还剩20g,溶解的NaCl为39.1/5=7.82,则析出的m(NaCl)=0.4×58.5-7.82=15.58≈15.6g。
【答案】(1)控制温度;C;(2)趁热过滤;(3)用洁净的铂丝或铁丝蘸取粗产品在火焰上灼烧,若火焰呈黄色,说明有Na+;重结晶;(4)c;(5)15.6g。
【变式迁移5】[2013年江苏高考第19题(5)节选] 某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 ) 出发,制备绿矾。请结合图9的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4・7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应 ,
得到FeSO4 溶液, ,得到FeSO4・7H2O 晶体。【附:Fe3+、Al3+、Fe以氢氧化物形式开始沉淀的pH分别为1.1、3.0、5.8;完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.0、8.8】
【思路点拨】这是需要具体描述操作过程的,需要进行除杂操作,需要结合题给信息作答。
【答案】 “(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥。
以上是笔者对如何蒸发、如何结晶、如何过滤、如何洗涤、如何干燥做了一个全面而系统的阐述,但愿大家通过对引子、方法突破、例题、变式迁移、思路点拨、误区警示等的理解,在今后的考试中能够灵活运用,拿下这个考点对应的分值。诚然,细节决定成败,我们要有抢分意识,平时做到颗粒归仓,在高考中才会真正立于不败之地,共勉之。
篇2
关键词:中职生 化学实验 实验意识
长期以来,化学实验不仅是中职教育阶段中化学教学的重点内容,同时也是中职生学习好化学学科内容的前提条件。实验意识是对学生对于化学实验的理解程度的现实反映,也是化学实验过程更具备科学性、代表性的基础。当前,如何才能够培养中职化学实验教学中学生实验意识,已经成为当前教师心中最为关切的问题。为此,笔者在文中对于此问题进行分析。
一、中职化学实验教学中学生实验意识的培养
教师在开展化学实验教学的过程中,全面培养学生的实验意识主要从以下几个方面的意识入手:
(一)学生对于具体化学操作实验的课前准备意识
当前阶段,大部分的中职生并没有在初中教育阶段自主形成一个良好的学习习惯。在实际化学实验操作过程中,经常是一边看着化学教材,一边进行实际操作。学生不小心破坏化学实验仪器、浪费大量的化学实验药品、操作存在错误的现象也常常发生。这一问题产生的原因主要是,由于学生个体对化学实验的实际操作步骤不熟悉和操作能力的训练不充分,在开始实验之前又并没有进行一次完整的学习,在进行实验操做时,就比较容易出现各种问题。为此,化学教师在进行实验教学过程时,必须要重视培养学生群体的化学实验活动的准备意识。教师需要依据化学实验的目标、教材的具体内容制定实验的主题,要求学生进行课前预习实验教材和实际操作流程,学生在课前预习中已经初步了解化学实验内容,并充分了解实验中基本的原理、操作方法、实验装置步骤和实验中需要注意的事项。学生在准备过程中精简的做出实验记录,为课堂中实际操作化学实验打下坚实的基础,以此来不断强化学生化学实验课前准备的意识。
(二)在进行实际操作过程中,教师需要时刻规范学生的正确操作行为意识
学生精湛的化学实验能力,最主要是源于学生对于实验基本操作能力的培养,而实验能力又是经过学生不断反复练习实验而得到的。如果中职生无法真正掌握实验中试管、烧瓶等相关的常用仪器的基本使用方法,就无法进行实验操作。全面透彻地了解实验中各种仪器的使用原理和操作流程是培养学生实际化学实验操作能力的基础。在进行实际操作的过程中,教师需要尤其重视学生在进行化学实验操作的规范性,从最基础的固体药品取用、滴管使用顺序、液体的倾倒手法、用量具量取液体的步骤、再到学生自主给试管里的固态物质加热实验、自主完成检查装置气密性等实验。教师可以通过亲身示范、实验步骤的具体细化、反复的操作指导,不断纠正学生的错误行为,使学生可以逐渐形成自我化学实验的规范化要求,逐渐养成正确实验操作行为习惯,为未来复杂繁琐的化学实验操作打下坚实的物质基础。
(三)化学实验操作过程中,重视化学实验中学生的创新意识培养
在化学学科教学内容开设化学实验内容,不仅只是要求学生可以简单的掌握化学实验的具体操作流程,而是需要学生在已经理解并掌握这些具体的实验知识理论的基础上进行自我大胆的创新创造。为此,教师需要在教学过程中,不断培养学生的实验自我创新意识。教师要求中职生对化学教材中所讲的实验内容全部掌握,随后对其进行大胆的突破创新,寻找出可以更加高效化完成实验的方法。例如,氢氧化亚铁这一物质自身比较容易被氧化,也因为这一特性人们很难以对其进行制取。中职生大多数都思维比较机动灵活,教师只需要进一步知识引导就可以充分激发出学生们无尽创造力。学生对于日常生活中新鲜的事物,玄妙的化学实验现象充满好奇,教师需要启发学生对其进行深入的分析研究,并合理恰当的运用实验来进行进一步的考证。当学生逐渐形成实验意识后,教师需要在课堂教学中设置一部分实验创新内容,由学生进行自主的学习讨论并给出实验的具体步骤。逐渐的加强学生实际实验操作的分析和解决问题的能力,全面培养学生的专业实验素养。
(四)教师需要培养学生实际实验分析的能力,进一步精准地把握实验的最终要求
当前阶段,教师在进行实际分析实验操作过程中,为了可以使学生理解的快、学习的好、记忆的牢,教师可以将具体实验步骤全部编制出一系列的口号或者是字词。这样一来,不仅可以加深学生的学习印象,还可以极大地提高学生学习的兴趣。例如,教师在教学“配制一定体积的摩尔浓度溶液”这一课程时,在具体实验分析和演示的前提条件下,教师逐渐归纳出:称(对于固态的溶质需要用称,液态溶质需要用量)、溶(溶解的缩写)、洗(洗涤的简称)、稀(稀释操作的简写)这四字的配制法。大量的实验数据表明,学生可以自主依据实验的主题、操作的流程、独立地完成实验的操作活动,同时还会进一步提出自己的一些实验改进想法。通过学生的大胆创新,不仅加深了自身对于化学实验知识内容的理解,还增加了学习的自信心,进一步提高了课堂实验教学的质量。
二、结束语
总而言之,在中职教育阶段中化学教师必须要在进行实验教学的过程中,不断培养学生的实验意识。通过不断加深学生的实验意识,不仅有利于提高学生学习的积极性,还有利于学生课题理解并掌握化学实验操作的能力,从根本上提高化学实验教学的教学质量。
参考文献:
篇3
[关键词]纸张;荧光增白剂;危害;检测方法
中图分类号:TS77 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0342-01
近年来,关于荧光增白剂超标的报道时常见诸报端,衣服、洗衣液和唇膏等生活用品中含有大量的荧光增白剂,其中尤以生活用纸为甚。荧光增白剂的过量使用让消费者对纸张的安全性产生了质疑,那么荧光增白剂的危害何在,我们又如何对其进行检测呢?下面,就对此进行详细的探讨。
一、纸张荧光增白剂危害
荧光增白剂又被称之为白色染料,是一种常见的荧光染料有机化合物。荧光增白剂的作用在于让染色物体在光照下呈现出闪闪发光的荧光效应,以起到纸张增白的效果。由于荧光增白剂的使用相对其他造纸工艺能明显增加纸张白度,且成本低廉,因此被广泛的用于餐巾纸、作业本、湿巾等生活用纸中。
我国对于纸张荧光增白剂的添加没有严格限制,在部分纸张中是允许进行添加的。荧光增白的种类繁多,纸张添加的主要是二苯乙烯基苯类荧光增白剂。当前,社会各界对纸张荧光在光毒性、刺激性、致癌性等方面的评价存在一定争议。但是,据科学研究表明,当人体吸收过量的荧光增白剂后,荧光增白剂就会聚集在体内,且不易被分解,而且一旦与人体蛋白质发生反应之后,就只能通过肝脏酵素进行分解,增加肝脏的压力[1]。此外,一旦人体伤口接触了荧光增白剂,就会延缓伤口愈合能力,增加健康隐患。但是,还有科学实验表明,上述种种现象在动物身上不会产生任何影响。总的来说,国内外还并没有确切的证据表明荧光增白剂的毒害作用和危害大小,生产厂商只要合理控制荧光剂的添加,确实会给人们带来视觉美感。
二、纸张荧光增白剂常见检测技术
(一)紫外灯照射观测法
紫外灯照射观察法的原理在于,荧光增白剂能够反射可见光并吸收紫外光,并将吸收的紫外光能量反射成为可见的蓝紫色荧光,是纸张荧光增白剂检测最常使用的一种检测技术,紫外灯照射下,仅凭肉眼即可观察到样品表面的荧光颜色。具体操作方法如下:在阴暗避光的室内,分别用254和356nm的紫外灯对纸张样品进行照射,观察纸张样品表面是否呈现蓝紫色荧光,同时利用数码相机对看到的颜色进行拍照保存。在我国,紫外灯照射观察法除了用于纸张荧光增白剂检测外,还被用于食用菌的检测,利用阴阳性对比法对食用菌的荧光增白剂进行检测。在纸张检测中,需要从样品内随机抽取不少于5张50cm2以上的纸样,如果任何一张纸样当中蓝紫色荧光面积超过2cm2,即可判定此批纸品为不合格。紫外灯照射观测法操作简单,无需精细检测仪器,在普通实验室内即可完成,技术要求性不高。但是,紫外灯照射观测法不能准确定量,更无法鉴定纸张荧光增白剂的具体类型,如果取样不均,检测结果就会出现较大的误差。
(二)白度检测法
所谓白度检测法主要是利用白度测定仪对纸张的白度进行检验测定。白度检测仪当中的积分球能够测量纸张的绝对光谱漫反射率,根据测量数据判定纸张当中的荧光增白剂含量,即纸张白度。郭仁宏等科学家利用白度法对生活用纸荧光增白剂的迁移性进行了检测实验,即以1.0%为标准,当检测数值≥1.0%时,判定样品荧光增白剂含量超标,当检测数值
虽然白度检测法操作简单,但是在纸张荧光增白剂的检测当中的应用并不广泛,主要原因在于该检测方法受到设备因素和人为因素的影响较大,尤其在面对成分复杂的纸张样品时,检测的准确性难以得到保障。再加上我国对纸张荧光增白剂白度检测法的指标尚未统一,因此执法监督部门很少用此方法进行检测。
(三)HPLC法
HPLC法即高效液相色谱法,HPLC法分离范围广,检测准确度高。HPLC法的分离原理为同一物质在流动相和固定相时的分配系数不同,HPLC是目前相对成熟的纸张荧光增白剂检测技术之一,也是最常使用的检测手段。由于流动相和色谱柱填料的差异,HPLC的分离模式有很多种,并且由于被检测物质的性质差异,检测的仪器也并不固定[3]。
HPLC法检测效果好、分离范围广、操作便捷,且自动化程度非常高。除了用于纸张检测外,HPLC法还被广泛用于食品、农产品、洗涤剂和食品包装的荧光增白剂检测,其中又以反向分离模式最为常见,荧光检测的利用可以提高检测灵敏度,进而降低检出限,非常适合用于带检测成分较为复杂的产品当中。
(四)荧光白度法
荧光白度法和白度法的区别在于,荧光白度法使用白度计而白度法使用白度测定仪。荧光白度检测法的具体操纵步骤为,将样纸裁剪成固定尺寸后放置于白度计探头之上,然后分别记录紫外插板推入和拔出时测定纸样的蓝光漫反射因数R457和紫外截止后的纸样蓝光漫反射因数Rc,将R457和Rc相减后乘以B(荧光亮度定标引自),得到的数值即为样品的荧光白度F。当前,在荧光白度指标F值判定纸张荧光增白剂含量上的标准尚未统一,依据检测设备的不同,荧光白度标准值F在1%到6%之间不等。
(五)紫外分光光度法
紫外分光光度法的原理为利用物质吸收200nm至760nm电磁波波长的特性,进而建立起来的简单定性定量分析检测法。董仲生等人曾采用紫外分光光度法对Fluorescent brightener 71进行了测定,将Fluorescent brightener 71样品稀释后,在350nm电磁波之下测定其吸光度,并用0.4g/L的NaOH溶液进行对比,检测结果表明,Fluorescent brightener 71样品在稀释后应当立即进行检测,长时间放置会因样品吸光而影响检测精度。此外,董仲生等人还利用此方法进行了Fluorescent brightener210和Fluorescent brightener ER-II的检测。上述检测主要是针对于荧光增白剂的纯品检测,而姜莉等研究人员曾利用紫外分度光度法对纸张当中的荧光增白剂BBU进行检测,在随机抽取的样品中,质量浓度在0.2mg/mL范围以内,线性相关值约为0.998。
紫外分光光度法用于纸张荧光增白剂的检测具有速度快、便于操作等优势,但是必须严格控制好检测时间,否则样品会因受到光照而发生内在构造的转换。除此之外,紫外分光光度检测法仅能检测纸张当中的荧光增白剂含量,对于荧光增白剂的种类同样不能进行测定。
三、结语
除了上述检测方法之外,还包括液相色谱-串联质谱法、毛细管电泳法、薄层析法等。当前,荧光增白剂的品种繁多,仅从染料索引上看,进行登记的就有400余种,包括常用的Fluorescent brightener 0b-1、127、199、4bk......此外,未进行登记的荧光增白剂也不在少数。其中,部分常用荧光增白剂经过毒理实验检测,确认基本无毒或低毒,但依然存在大量的品种未进行毒理实验,所以其毒性未知。而无论是国际上还是国内,都未曾对荧光增白剂的类型进行严格划分,检测方法和检测标准也尚未统一,并且都不能很好的判断荧光增白剂的类型。因此,进一步加强对纸张荧光增白剂检测方法的研究,严格限制荧光增白剂的用量,是是未来发展的重要方向。
参考文献
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篇4
[关键词] 丙型肝炎病毒;基因型分布;1 b基因;温州
[中图分类号] R512.63 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)01(c)-0058-03
Distribution characteristics and its clinical significance of hepatitis C virus infection genotype in Wenzhou City
LIN Rong WANG Bin LIU Yanfei
Center Blood Station in Wenzhou City, Zhejiang Province, Wenzhou 325000, China
[Abstract] Objective To study the distribution characteristics and its clinical significance of hepatitis C virus (HCV) infection genotype in Wenzhou City. Methods 244 cases of voluntary blood donors in Center Blood Stations in Wenzhou City from January 2010 to December 2012 were selected, in which there were 122 cases of HCV infection confirmed by ELISA, and 122 cases of health body, at the same time 122 cases of hepatopath in Outpatient Clinic of a hospital in Wenzhou City were collected. All objects were all given venous blood sampling, HCV RNA was extracted, AMV was reversed, the nested PCR amplification was used for HCV-RNA and genotyping detection. Results Among all cases of the object of study, 1 b total positive rate in hepatopath was 100.0%, and was 95.9% in voluntary blood donors with HCV antibody positive, and was 0.0% in health voluntary blood donors, the comparison had significant difference (χ2=10.28,P < 0.05). The proportion of type 1 b among 122 hepatopath was the highest, which was the highest in severe and cirrhosis of the liver (P < 0.05), the comparison between different degrees was statistically significant (P < 0.05). Conclusion 1 b type of HCV genotypes in Wenzhou City is high, the disease is more serious caused by 1 b infection.
[Key words] Hepatitis C virus (HCV); Genotype distribution; 1 b gene; Wenzhou City
丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)是黄病毒科肝炎病毒,为RNA正链病毒[1]。鉴于HCV基因组的变异性较大,故HCV存在不同的基因型。目前,根据Simmonds分型系统共有6个基因型,68个亚型。我国主要以1a、1b、2a、2b、3a基因型为主,且均有相关报道文献[2]。我国HCV感染率较高,平均为3.2%,该类感染可导致慢性肝炎、肝硬化、肝癌等病症,其临床症状的轻重程度与感染基因型相关,一般1b型较非1b型肝功能损害病情严重,易恶化[3-5]。因此,对HCV感染区分基因分型对于丙型肝炎的个体化治疗作用明显。本研究采用PCR技术对温州地区HCV感染者进行基因型研究,了解本地区患者主要基因型,以探讨HCV基因型的分布特征,并分析基因型与病情的关系,现报道如下:
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集2010年1月~2012年12月温州市中心血站(以下简称“我站”)自愿献血者244例,经ELISA方法证实HCV抗体阳性者122例,年龄23~56岁,其中男68例,女54例;健康者122例,年龄20~58岁,其中男70例,女52例。收集同期温州某医院门诊患者122例,其中,输血后丙肝14例,男4例,女10例,年龄15~64岁;散发性丙肝25例,男15例,女10例,年龄17~60岁;肝硬化40例,男27例,女13例,年龄11~69岁;原发性肝癌43例,男21倒,女22例,年龄23~68岁。采集静脉血,全部血清标本均来自我站检验科及医院门诊患者。所有患者诊断均符合2000年9月西安第10次全国传染病与寄生虫病和肝病学术会议修订的《病毒性肝炎防治方案》的标准:血清抗-HCV阳性、HCV RNA>80 copies/mL,伴或不伴肝功能异常,均伴有不同程度的肝硬化。两组研究对象年龄、性别比例等一般资料比较,差异无统计学意义(P > 0.05),具有可比性。且研究对象均知情同意,已经我站业务科通过。
1.2 试剂
全血RNA提取试剂盒(北京艾比根生物技术有限公司);HCV抗体诊断试剂盒(北京科美东雅生物技术有限公司);Taq酶、引物、RNA酶抑制剂(上海玉博生物科技有限公司);M-MuLV逆转录酶(Simga公司)。
1.3 方法
1.3.1 PCR引物设计 自Genebank中查找HCV 1a、1b、2b、3a型全序列,查找各型5′ UTR区共同序列,并以此自行设计引物。外引物:S1(nt34~54):5′-ATCACTCCCCTGTGAGGAAC-3′;S2(nt279~299):5′-CCCTATCAGGCAGTACCACA-3′;内引物:S3(nt39~59):5′-TCCCCTGTGAGGAACTACTG-3′;S4(nt274~294):5′-TCAGGCAGTACCACAAGGCC-3′。
1.3.2 HCV RNA提取及AMV反转录 所收集的血清,12 000 r/min离心10 min,取上清,-70℃冰箱保存备用。利用Trizol法提取备用血清中的病毒RNA,具体操作方法为:于30 μL血清中加入Trizol溶液、氯仿及异丙醇,预冷振荡并洗涤,所得RNA于-70℃超低温冰箱中保存备用。另外在EP管中依次加入模板RNA、oligo(dT)16、dNTPmixture、RNase Inhibitor、AMV及DEPC水,混匀均匀,42℃保温1 h,95℃保温5 min后冰上冷却后,行反转录。
1.3.3 巢式PCR扩增和酶切反应 于EP管中分别加入cDNA模板,Taq DNA聚合酶,10×PCR buffer,上游引物(25 mmol/L)、下游引物1μL,dNTP,灭菌去离子水,行扩增,并于95℃预变性4 min,95℃变性30 s,55℃退火30 s,70℃延伸30 s,70℃延伸5 min,进行35个循环后得到第1轮扩增产物。以其为模板,等同条件下行第2轮扩增。取第2轮PCR产物,分别加入19.5 μL Hae Ⅲ和Bsh 1236Ⅰ及buffer溶液,37℃水浴2 h,2%琼脂糖凝胶电泳鉴定结果。
1.4 统计学方法
所有数据采用SPSS 15.0统计学软件进行数据分析,计数资料用率表示,组间比较采用χ2检验,等级资料采用秩和检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 RT-巢式PCR检测HCV-RNA结果
1b阳性(144 bp)、2a阴性表达;1b阴性、2a阳性(174 bp)表达;1b阳性(144 bp)、2a阳性(174 bp)表达,见图1。
从左至右分别为1b阳性(144 bp)、2a阴性,1b阴性、2a阳性(174 bp),Marker(从上至下分别为100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500 bp),1b阳性(144bp)、2a阳性(174bp)
图1 温州地区HCV分型凝胶电泳图
2.2 HCV-RNA基因分型结果
结果显示,所有研究对象中,门诊肝病患者1b总阳性率为100.0%,HCV抗体阳性者1b总阳性率为95.9%,健康者1b总阳性率为0.0%,三者比较,差异有统计学意义(χ2=10.28,P < 0.05),提示该地区1b基因型所占比例较大。见表1。
2.3 基因型与患者病情的关系
以门诊患者不同病变程度占比进行统计,结果显示,122例患者中1b型所占比例最高,且主要分布在重度病变及肝硬化患者中(P < 0.05),不同程度间比较差异有统计学意义(P < 0.05)。提示1b型感染所致疾病病情较为严重。见表2。
表2 基因型与患者病情的关系
3 讨论
HCV基因组变异明显,分型较多,平均每个位点的核苷酸变异频率每年可达0.001[6-7]。HCV不同基因型可影响患者的病情及其进展。本研究利用较为保守的5′ UTR区进行RFLP法分型,对1a~6a不同基因型的cDNA扩增效果较为明显。不同地区的HCV基因分布不同,欧美国家主要为1a型,亚洲国家主要为1b型[8]。文献显示,1b基因型对疾病的影响较为严重,可导致肝坏死及纤维化,且该类病毒的复制能力较强,危险系数较大[9]。
HCV基因型分布存在地区差异。研究报道我国南方沿海城市1b型占90%以上,北方城市2a型占62%左右[10-11]。HCV包括多种基因型,将Okamoto和Simmonds提出的两种分类方法结合起来可以把HCV基因型分为Ⅰ/1a、Ⅱ/1b、Ⅲ/2a、Ⅳ/2b、Ⅴ/3a、4a、4b、4c、4d、5a 和Ⅵ/6a,其中Ⅱ/1b和Ⅲ/2a是我国主要流行的基因型。人感染HCV后机体不产生保护性抗体,另外针对HCV感染也缺少有效的治疗药物。虽然干扰素是目前公认的抗HCV的有效药物,但是,国内外的研究资料表明,HCV基因型对干扰素有明显影响[7-8]。因此,在干扰素治疗前,提前测定患者所感染HCV的基因型对于治疗非常重要。另外,人感染HCV以后,肝脏疾病的严重程度也各异,这与所感染的HCV基因型也有关,所以研究HCV不同血清型在人群中分布情况可以为HCV的诊断和治疗等方面提供重要的科学依据。我国其他地区虽然进行了HCV基因型分布的探讨,但是在温州地区还未开展。关于浙江温州地区HCV不同基因型分布情况相关的研究不多。本研究结果显示,所有研究对象中,门诊肝病患者1b型总阳性率为100.0%,HCV抗体阳性者1b型总阳性率为95.9%,健康者1b型总阳性率为0.0%,三者比较,差异显著(P < 0.05),提示该地区1b型所占比例较大。122例肝病患者中1b型所占比例最高,且主要分布在重度病变及肝硬化患者中(P < 0.05),不同程度间比较差异有统计学意义(P < 0.05)。提示,1b型有较高的复制能力和血清反应性,较强的肝细胞损害作用及较低的IFN治疗反应性等,由其感染所致疾病病情较为严重,HCV基因型与特定的组织病理学程度、肝脏炎症程度相关。
综上所述,本研究在一定程度上反映了温州地区HCV基因型分布情况,对当地丙型肝炎患者的治疗和预后判断有一定的指导意义。但由于本研究对象例数不多,还不能完全反映温州地区HCV不同基因型具体分布情况,且研究对象以慢性肝病为主,缺乏无症状患者,有必要扩大样本量,选择人群资料进一步研究。
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