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一、α谱仪法测定Pb地质年龄

方法提要

试样用酸浸取，加入适量已知浓度的示踪剂208Po，经分离后制成镀液，自镀到银片上，用α谱仪测量镀在银片上的210Pb的子体210Po和208Po，计算年龄及误差。

方法用于海洋、湖泊沉积物中210Pb含量及其地质年龄的测定和现代沉积速率的测定。

仪器设备

α谱仪。

干燥箱。

可调温电炉。

离心机。

离心杯250mL。

水浴锅。

烧杯250mL，150mL，100mL。

表面皿80mm，70mm，60mm。

玛瑙研钵。

试剂和材料

柠檬酸。

抗坏血酸。

盐酸分析纯，c(HCl)=6mol/L。

过氧化氢。

氢氧化铵。

208Po示踪剂。

银片厚0.1～0.2mm，φ26mm。

精密pH试纸。

去污粉。

分析步骤

(1)试样预处理

试样在110℃干燥箱内烘干，用玛瑙研钵研细至100目。

准确称取208Po示踪剂(称取量视试样中210Pb的含量而定，一般随采集试样品的深度增加而酌量减少)于250mL烧杯中，低温蒸干。称取5g(精确至0.001g)试样于上述烧杯中，加入30mL6mol/LHCl，2mLH2O2，0.5g柠檬酸。将烧杯放在电炉上低温(80～90℃)浸取2h，用离心机离心10min，清液转入150mL烧杯中。往沉淀中加入20mL6mol/LHCl，继续浸取1h。离心10min，合并清液于150mL烧杯中。用去离子水清洗沉淀，离心10min，合并清液于150mL烧杯中。重复上述操作，弃去残渣。将清液低温蒸干，用30mL0.1mol/LHCl溶解，加入抗坏血酸，以还原Fe+3。用NH4OH和0.1mol/LHCl调节至pH≈2，并使溶液最终体积为60mL左右，将溶液转入100mL烧杯中。

(2)自镀

将用去污粉和去离子水清洗干净的银片放入上述装有试液的烧杯底部，将烧杯放入85℃水浴锅内，保持4h，使Po自沉积到银片上。取出银片，用去离子水清洗干净，室温下晾干，待测。

(3)α谱测定

把镀有210Po和208Po的银片放入α谱仪探测室内，然后抽真空至6～7Pa，按仪器规定的程序测定210Po和208Po的α谱图。

每批试样分析前后，应各带一个空白，与试样一样平行测定，如本底超过规定水平，表明存在污染，应查明原因。

(4)数据处理

210Po是与210Pb平衡的子体，因此用α谱仪测定的试样中210Po放射性比度可视为试样中210Pb的放射性比度。

求取试样中210Pb和示踪剂208Po的计数率:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:C1为试样中210Pb的计数率，dpm;C2为示踪剂208Po的计数率，dpm;n1、n2分别为试样中210Pb、示踪剂208Po的总计数;t为测定时间，min。

求取试样中210Pb和示踪剂208Po的每克每分钟计数:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:Cg1、Cg2分别为试样中Pb210和示踪剂208Po的每克每分钟计数，dpm/g;m1和m2分别为试样和示踪剂的质量，g。

求取试样中210Pb的每克每分钟衰变数:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:d样、d示分别为试样210Pb和示踪剂208Po的每克每分钟的衰变数。其他符号定义同前。

求取所测210Pb和208Po的每分钟计数的统计误差:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:δ1和δ2分别为所测210Pb和208Po每分钟计数的统计误差。

求取试样中210Pb每克每分钟衰变数的统计误差:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

求取试样中210Pbex(h)的每克每分钟计数:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:210Pbex(h)为试样沉积柱h层内过剩210Pb的每克每分钟计数，dpm/g;226Ra为dpm/g，可直接测试获取，也可用210Pbex已衰变的底部岩心取得。

年龄计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:t为试样年龄，a;λ=0.0211/a;210Pbex(0)为表层(h=0)过剩210Pb浓度;210Pbex(h)为沉积柱h层内过剩210Pb浓度。

沉积速率的计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:v为沉积速率。

示踪剂放射性比度校正:因示踪剂208Po的半衰期为2.93a，在测量计算时要进行校正，以免使后期测量计算值偏高。

根据

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

(5)精密度

本方法使用的α谱仪的测量误差为±(2%～3%)，示踪剂的不确定度为±3%。在试

样满足测年要求的前提下，年龄测定结果的不确定度为试样年龄的±5%左右。

参考文献

210Pb地质年龄测定(DZ/T0184.11—1997).1997.北京:地质出版社

本节编写人:业渝光(中国地质调查局青岛海洋地质研究所)。

二、SDS碱裂解法制备质粒DNA的实验步骤

本文将指导您使用SDS碱裂解法进行质粒DNA的分离与纯化。此方法适用于从1至2毫升的细菌培养物中提取DNA，产量范围为100ng至5μg，具体取决于质粒的拷贝数。本实验过程适合用作体外酶促反应的底物或模板，若用于测序，则需进一步纯化。

在进行实验前，确保查阅相关的材料安全数据表并咨询机构的环境卫生和安全办公室，以正确使用所需的器材和危险试剂。本实验方案使用特定的试剂，配方在实验方案末尾提供。常用储备溶液、缓冲液和试剂的配方见附录1，应稀释至适用浓度后使用。

所需试剂包括但不限于：

设备包括：

实验步骤如下：

1. 挑选已转化的单克隆菌落，接种到含有适当抗生素的培养基中（如LB、YT或TerrificBroth），于37°C剧烈振荡过夜。确保培养物通气良好：i.试管体积至少为细菌培养物体积的4倍；ii.试管盖松一些；iii.在剧烈振荡下过夜培养。


2. 将1.5mL培养物转移到微量离心管中，用微量离心机在4°C下以最大转速离心30秒，保留剩余培养物在4°C。


3. 离心后，尽可能吸干培养液。可使用一次性吸头和巴斯德吸管与真空管和侧臂烧瓶相连进行此步骤，轻柔地抽吸，并避免接触细菌沉淀。

在细胞裂解阶段：

1. 用预冷的碱裂解液I重悬细菌沉淀，剧烈振荡。


2. 加入200μL新鲜配制的碱裂解液II，盖紧管口，快速颠倒离心管5次，混合内容物，切勿振荡，然后将离心管置于冰上。


3. 加入150μL预冷的碱裂解液III，盖紧管口，颠倒混合后置于冰上3-5分钟。


4. 用小离心机于4°C下以最大转速离心5分钟，收集上清液至另一离心管。

进行可选的酚：氯仿抽提步骤以去除残余酚。

接下来，进行质粒DNA的回收：

1. 使用2倍体积的乙醇室温沉淀核酸，振荡混合，室温放置2分钟。


2. 用微量离心机于4°C下以最大转速离心5分钟，收集核酸沉淀。


3. 按步骤3吸去上清液，将离心管倒置在纸巾上，除去管壁上的液滴。


4. 加入1mL70%乙醇于沉淀中，颠倒数次，用微量离心机在4°C下以最大转速离心2分钟，回收DNA。

最后，使用去DNA酶的RNaseA（20μg/mL）溶液重新溶解核酸，温和振荡几秒，储存于-20°C。

面对实验过程中可能出现的问题，本指南提供了解决方案，以确保质粒DNA的正确提取与纯化。

离心机是什么？点击了解更多

转鼓式离心机与其他分离设备相比，不仅可以得到含湿量较低的固相物质和高纯度的液相物质，而且设备的体积小，重量轻，密封性能好，可以连续运行，易于实现自动化和自动控制，可以实现大的生产能力，在石油化工及其他行业得到广泛应用，其主要作用是脱水、澄清、浓缩、分级、分离等。离心机就是利用转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心机转鼓以w的角速度旋转，转鼓中的悬浮液，跟着转鼓也以w的角速度旋转，当w达到一定的值以后，悬浮液中的固相和液相由于密度不同，会分出两层，即离心沉降。由于离心加速度比重力加速度大得多，固相沉降速度也大得多。提高转速比增大半径效果要好得多，但速度提高以后，需要转鼓材料的强度要高，转鼓的动平衡精度也要高。

塑料厂低压聚乙烯装置，采用釜式反应器，己烷作为母液，起到输送物料的目的，离心机是装置上的关键设备，其作用是将聚合反应生成的固相塑料粉末和液相己烷进行分离，塑料粉末经干燥后进入造粒系统，生产出塑料颗粒。己烷进入回收系统，重新利用。离心机为螺旋卸料沉降式离心机，采用卧式结构。下面以塑料厂低压聚乙烯装置为例进行说明，现场使用的离心机如图1所示，离心机参数如下：

型号：LBM40×60；转鼓转速：1450r/min；

功率：150kW；长度:4300mm；

转鼓直径：1048mm；电动机电压：6000V；

介质温度：80℃；介质压力：2kPa。

图1现场使用的离心机

此种形式的离心机工作原理如图2所示，塑料粉末和己烷的混合液经进料管7连续进入机内，经螺旋输送器5的内筒出料口进入转鼓内，在离心力的作用下，混合物在转鼓内形成环形液流，塑料粉末在离心力的作用下，沉降到转鼓4的内壁上，由于差速器2的差动作用，使螺旋输送器和转鼓之间形成相对运动，塑料粉末被推送到转鼓小端，经出口排出；液相己烷形成一个内环，环形液层深度通过转鼓大端的溢流挡板进行调节，分离后的液体经溢流孔排出，沉渣即塑料粉末和己烷液体，分别收集在机壳3内的粉料和液体隔仓内，由重力卸出机壳。此种类型的离心机，适用于分离固相颗粒直径>5μm的混合液，以及固相浓度和颗粒度变化范围较大的混合液，对于较细、较黏物料，分离后固相湿度大，处理量减小。此种分离设备处理量大，密闭性好，聚烯烃行业大部分用此类型的离心机。

图2离心机工作原理示意图

1—安全装置2—差速器3—机壳4—转鼓5—螺旋输送器6—带轮7—进料管8—轴承座

离心机内的沉渣在筒体内的轴向移动，是靠螺旋与转鼓之间的相对运动即转速差来实现的，转速差靠差速器实现，图3为差速器的实物图片。差速器采用行星齿轮传动，其原理如图4所示。由转鼓1驱动差速器，通过行星轮变速以后，带动推料螺旋2转动。

图3差速器

图4差速器原理图

1—转鼓2—推料螺旋a1、a2—太阳轮b1、b2—内齿圈g1、g2—高低速级行星轮H1、H2—高低速级转臂

下面介绍离心机的主要部件：

1.离心机转鼓

离心机转鼓是其重要部件，其结构形状和技术参数，在很大程度上决定了该离心机的性能。最初设计的这种卧式形式的离心机，转鼓是一个锥形筒体。为了提高筒体内混合液的容量，提高处理能力和分离效果，有利于增大长径比，现在都采用圆柱筒体和圆锥筒体一起构成转鼓，这两个筒体通过法兰连接起来。该装置使用的卧式离心机即为圆锥、圆柱筒体结构，两个筒体用法兰连接。在圆柱筒体侧为混合液进料端，在圆锥侧为固相出料端，靠差速器推动螺旋推料，如果把筒体看做静止，推料螺旋的转速为18r/min，转速差通过差速器来实现。

液相由圆柱筒体一侧排出，在筒体端面设有溢流孔，孔的位置和大小可以调节，以满足不同的分离能力。

2.螺旋推料器

离心机的推料螺旋采用连续整体螺旋叶片，与螺旋轴焊接在一起，焊缝的位置，要进行抛光处理，这种形式加工简单，即使出现叶片变形，修理也相对容易。螺旋叶片头数为单头螺旋，材质为不锈钢。双头螺旋输送固相效率高，但对筒体内的搅动大，会使液体中含有固相，分离效果变差，因此，在聚烯烃行业，大多采用单头螺旋形式。

在推料过程中，螺旋输送叶片，会受到物料的磨损，特别是在推料段，这个问题更为突出，因此，要对叶片进行硬化处理，在其表面喷涂高硬度金属合金，以提高耐磨性能。

3.轴承

离心机的主轴承采用滚动轴承，安装在图2机座的位置，用齿轮泵进行强制润滑。在带轮侧的轴承起到轴向定位作用，在离心机运行以后，物料的温度达到80℃，使得整个筒体的温度也达到80℃，热膨胀伸长量会使筒体向差速器侧移动，因此，安装差速器时要留出轴向余量。

转鼓与推料螺旋之间的转速差为18r/min，也就是说，螺旋的转速为18r/min，虽然转速低，但承重较大。现场采用滑动轴承，用油脂润滑，轴瓦的材质为磷青铜，为了提高自润滑性能，在轴瓦的内表面镶嵌了柔性浸油石墨柱，如图5所示。

图5镶嵌石墨柱的轴瓦

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