化学链式反应

聚合酶链式反应的主要用途在那些领域？

定义　　聚合酶链式反应简称PCR（英文全称：Polymerase Chain Reaction）， 具体内容点击： 聚合酶链式反应，简称PCR。聚合酶链式反应，其英文Polymease Chain Reaction(PCR)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病病的诊断或任何有DNA,RNA的地方．聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，简称PCR）又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术。 由美国科学家PE（Perkin Elmer珀金-埃尔默）公司遗传部的Dr. Mullis发明，由于PCRPCR技术在理论和应用上的跨时代意义，因此Mullis获得了1993年诺贝尔化学奖。 技术原理　　DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解链成单链，在DNA聚合酶与启动子的参与下，根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子挎贝。在 实验中发现，DNA在高温时也可以发生变性解链，当温度降低后又可以复性成为双链。因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，并设计引物做启动子，加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。 　　但是，DNA聚合酶在高温时会失活，因此，每次循环都得加入新的DNA聚合酶，不仅操作烦琐，而且价格昂贵，制约了PCR技术的应用和发展。发现耐热DNA聚合同酶--Taq酶对于PCR的应用有里程碑的意义，该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活，不需要每个循环加酶，使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本，PCR技术得以大量应用，并逐步应用于临床。 工作原理　　类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时 间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。

聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。这也是“微量证据”的威力之所在。由1983年美国Mullis首先提出设想，1985年由其发明了聚合酶链反应，即简易DNA扩增法，意味着PCR技术的真正诞生。到如今2013年，PCR已发展到第三代技术。1973 年，台湾科学家钱嘉韵，发现了稳定的Taq DNA聚合酶，为PCR技术发展也做出了基础性贡献。PCR(聚合酶链式反应）是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。Khorana (1971)等最早提出核酸体外扩增的设想：“经DNA变性，与合适的引物杂交，用DNA聚合酶延伸引物，并不断重复该过程便可合成tRNA基因。”但由于当时基因序列分析方法尚未成熟，热稳定DNA聚合酶尚未报道以及引物合成的困难，这种想法似乎没有实际意义。加上70年代初分子克隆技术的出现提供了一种克隆和扩增基因的途径，所以，Khorana的设想被人们遗忘了。1985年，Kary Mullis在Cetus公司工作期间，发明了PCR。Mullis要合成DNA引物来进行测序工作，却常为没有足够多的模板DNA而烦恼。1983年4月的一个星期五晚上，他开车去乡下别墅的路上,猛然闪现出“多聚酶链式反应”的想法。1983年12月，Mullis用同位素标记法看到了10个循环后的49 bp长度的第一个PCR片段；1985年10月25日申请了PCR的专利，1987年7月28日批准（专利号4,683,202 ），Mullis是第一发明人；1985年12月20日在Science杂志上发表了第一篇PCR的学术论文，Mullis是共同作者；1986年5月，Mullis在冷泉港实验室做专题报告，全世界从此开始学习PCR的方法。DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解旋成单链，在DNA聚合酶的参与下，根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现，DNA在高温时也可以发生变性解链，当温度降低后又可以复性成为双链。因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，加入设计引物，DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。但是，DNA聚合酶在高温时会失活，因此，每次循环都得加入新的DNA聚合酶，不仅操作烦琐，而且价格昂贵，制约了PCR技术的应用和发展。耐热DNA聚合酶--Taq酶的发现对于PCR的应用有里程碑的意义，该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活，不需要每个循环加酶，使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本，PCR技术得以大taq酶taq酶量应用，并逐步应用于临床。PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在72℃、DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性--退火--延伸三过程就可得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=54998]食物和动物饲料的微生物学.食物病原体检测用聚合酶链式反应[/url]

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，为最常用的分子生物学技术之一。典型的PCR由（1）高温变性模板；（2）引物与模板退火；（3）引物沿模板延伸三步反应组成一个循环，通过多次循环反应，使目的DNA得以迅速扩增。其主要步骤是：将待扩增的模板DNA置高温下（通常为93℃-94℃）使其变性解成单链；人工合成的两个寡核苷酸引物在其合适的复性温度下分别与目的基因两侧的两条单链互补结合，两个引物在模板上结合的位置决定了扩增片段的长短；耐热的DNA聚合酶（Taq酶）在72℃将单核苷酸从引物的3’端开始掺入，以目的基因为模板从5’→3’方向延伸，合成DNA的新互补链。 PCR能快速特异扩增任何已知目的基因或DNA片段，并能轻易在皮克（pg）水平起始DNA混合物中的目的基因扩增达到纳克、微克、毫克级的特异性DNA片段。因此，PCR技术一经问世就被迅速而广泛地用于分子生物学的各个领域。它不仅可以用于基因的分离、克隆和核苷酸序列分析，还可以用于突变体和重组体的构建，基因表达调控的研究，基因多态性的分析，遗传病和传染病的诊断，肿瘤机制的探索，法医鉴定等诸多方面。通常，PCR在分子克隆和DNA分析中有着以下多种用途：(1) 生成双链DNA中的特异序列作为探针；(2) 由少量mRNA生成 cDNA文库；(3) 从cDNA中克隆某些基因；(4) 生成大量DNA以进行序列测定；(5) 突变的分析；(6) 染色体步移；(7) RAPD、AFLP、RFLP等DNA多态性分析等。一、试剂准备1. DNA模版2．对应目的基因的特异引物3．10×PCR Buffer 4．2mM dNTPmix：含dATP、dCTP、dGTP、dTTP各2mM5．Taq酶二、操作步骤 1．在冰浴中，按以下次序将各成分加入一无菌0.5ml离心管中。 10×PCR buffer 5 μl dNTP mix （2mM） 4 μl 　 引物1（10pM） 2 μl 　引物2（10pM） 2 μl Taq酶 （2U/μl） 1 μl DNA模板（50ng-1μg/μl）　 1 μl 加ddH2O至 50 μl 视PCR仪有无热盖，不加或添加石蜡油。2． 调整好反应程序。将上述混合液稍加离心，立即置PCR仪上，执行扩增。一般：在93℃预变性3-5min，进入循环扩增阶段：93℃ 40s → 58℃ 30s → 72℃ 60s，循环30-35次，最后在72℃ 保温7min。3． 结束反应，PCR产物放置于4℃待电泳检测或-20℃长期保存。4．PCR的电泳检测：如在反应管中加有石蜡油，需用100μl氯仿进行抽提反应混合液，以除去石蜡油；否则，直接取5-10μl电泳检测。三、PCR反应体系的组成与反应条件的优化　PCR反应体系由反应缓冲液（10×PCR Buffer）、脱氧核苷三磷酸底物（dNTPmix）、耐热DNA聚合酶（Taq酶）、寡聚核苷酸引物（Primer1，Primer2）、靶序列（DNA模板）五部分组成。各个组份都能影响PCR结果的好坏。1． 反应缓冲液：一般随Taq DNA聚合酶供应。标准缓冲液含：50mM KCl，10mM Tris-HCl（pH8.3室温），1.5mM MgCl2。Mg2+的浓度对反应的特异性及产量有着显著影响。浓度过高，使反应特异性降低；浓度过低，使产物减少。在各种单核苷酸浓度为200μM时，Mg2+为1.5mM较合适。若样品中含EDTA或其它螯合物，可适当增加Mg2+的浓度。在高浓度DNA及dNTP条件下进行反应时，也必须相应调节Mg2+的浓度。据经验，一般以1.5-2mM（终浓度）较好。2． dNTP ：高浓度dNTP易产生错误掺入，过高则可能不扩增；但浓度过低，将降低反应产物的产量。PCR中常用终浓度为50-400μM的dNTP。四种脱氧三磷酸核苷酸的浓度应相同，如果其中任何一种的浓度明显不同于其它几种时（偏高或偏低），就会诱发聚合酶的错误掺入作用，降低合成速度，过早终止延伸反应。此外，dNTP能与Mg2+结合，使游离的Mg2+浓度降低。因此，dNTP的浓度直接影响到反应中起重要作用的Mg2+浓度。3． Taq DNA聚合酶酶：在100μl反应体系中，一般加入2-4U的酶量，足以达到每min延伸1000-4000个核苷酸的掺入速度。酶量过多将导致产生非特异性产物。但是，不同的公司或不同批次的产品常有很大的差异，由于酶的浓度对PCR反应影响极大，因此应当作预试验或使用厂家推荐的浓度。当降低反应体积时（如20μl或50μl），一般酶的用量仍不小于2U，否则反应效率将降低。4． 引物：引物是决定PCR结果的关键，引物设计在PCR反应中极为重要。要保证PCR反应能准确、特异、有效地对模板DNA进行扩增，通常引物设计要遵循以下几条原则：⑴ 引物的长度以15-30bp为宜，一般（G+C）的含量在45-55%，Tm值高于55℃。应尽量避免数个嘌呤或嘧啶的连续排列，碱基的分布应表现出是随机的。⑵ 引物的3’端不应与引物内部有互补，避免引物内部形成二级结构，两个引物在3’端不应出现同源性，以免形成引物二聚体。3’端末位碱基在很大程度上影响着Taq酶的延伸效率。两条引物间配对碱基数少于5个，引物自身配对若形成茎环结构，茎的碱基对数不能超过3个由于影响引物设计的因素比较多，现常常利用计算机辅助设计。⑶ 人工合成的寡聚核苷酸引物需经PAGE或离子交换HPLC进行纯化。⑷ 引物浓度不宜偏高，浓度过高有两个弊端：一是容易形成引物二聚体（primer-dimer），二是当扩增微量靶序列并且起始材料又比较粗时，容易产生非特异性产物。一般说来，用低浓度引物不仅经济，而且反应特异性也较好。一般用0.25-0.5pM/μl较好。⑸ 引物一般用TE配制成较高浓度的母液（约100μM），保存于-20℃。使用前取出其中一部分用ddH2O配制成10μM或20μM的工作液。5． 模板：PCR对模板的要求不高，单、双链DNA均可作为PCR的样品。虽然PCR可以用极微量的样品（甚至是来自单一细胞的DNA）作为摸板，但为了保证反应的特异性，一般还宜用μg水平的基因组DNA或104拷贝的待扩增片段作为起始材料。原材料可以是粗制品，某些材料甚至仅需用溶剂一步提取之后即可用于扩增，但混有任何蛋白酶、核酸酶、Taq DNA聚合酶抑制剂以及能结合DNA的蛋白，将可能干扰PCR反应。6． PCR循环加快，即相对减少变性、复性、延伸的时间，可增加产物的特异性。四、注意事项１．PCR反应应该在一个没有DNA污染的干净环境中进行。最好设立一个专用的PCR实验室。２．纯化模板所选用的方法对污染的风险有极大影响。一般而言，只要能够得到可靠的结果，纯化的方法越简单越好。３．所有试剂都应该没有核酸和核酸酶的污染。操作过程中均应戴手套。４．PCR试剂配制应使用最高质量的新鲜双蒸水，采用0.22μm滤膜过滤除菌或高压灭菌。５．试剂都应该以大体积配制，试验一下是否满意，然后分装成仅够一次使用的量储存，从而确保实验与实验之间的连续性。６．试剂或样品准备过程中都要使用一次性灭菌的塑料瓶和管子，玻璃器皿应洗涤干净并高压灭菌。７．PCR的样品应在冰浴上化开，并且要充分混匀。

‘有奖问答’对错题：生产聚丙烯腈纤维（腈纶）中的湿纺工艺反应为链式聚合 （ ）

3. 化学化光在生物领域的应用 化学发光在生物学领域也有着很多应用，主要简介如下： 3.1 Fe 2 + 离子催化的化学发光自由基启动的脂质过氧化 (L PO) 是一个链式反应过程。 在链式反应过程中， Fe 2 + 离子起着启动和催化的作用。 反应过程中产生脂自由基 (R － ) 、烷氧自由基 (RO － ) 、共轭二烯和脂过氧化自由基 (ROO － ) 等中间产物。 ROO － 自反应会产生激发的烷氧自由基 (RO 3 ) 和单线态氧 (O 2 ) ，其回到基态时产生发光。 另外，两个 O 2 分子相互作用也可产生发光。 因此，把 Fe 2 + 盐加入含有脂肪的系统中，如细胞膜、线粒体、微粒体、血浆、组织匀浆、尿液等，可产生化学发光。 化学发光的动力学曲线，可分为快速闪光期、潜伏期、缓慢发光期和稳定发光期。有报告提出，快速闪光期的发光强度与样品中过氧化氢含量有关，潜伏期的长短与样品中抗氧化剂含量有关，而缓慢发光期和稳定发光期的发光强度则反映了系统的过氧化水平，即系统产生活性氧的能力。 3.2 血浆和血清的化学发光 许多实验研究对加入 Fe 2 + 盐的不同疾病患者血浆和血清的化学发光进行的测量表明，与正常健康人相比，腹腔器官局部缺血、肢端闭合性局部缺血、血氧含量下降以及出血、手术性休克病人血浆和血清的发光强度降低。 与此相反，风湿性关节炎、阑尾炎、胆囊炎、胰腺炎等炎性疾病患者血浆和血清的发光强度升高。 降低和升高的幅度与疾病的严重程度有关。 有研究提出，利用此方法有可能对非典型的心肌梗塞和腹腔器官炎性疾病做出区别诊断。 3.3 血浆脂蛋白的化学发光 有研究提出，以分离的血浆脂蛋白悬液作为系统模型可以研究不同物质对系统过氧化的调节机制。在分离的血浆脂蛋白悬液中加入胆固醇，温育一定时间后在加入 Fe 2 + 盐，测量化学发光，发现胆固醇能使系统的发光强度降低。分析认为，这可能是由于类固醇的存在抑制了系统的过氧化。对实验性胆固醇过多血症家兔和动脉粥样硬化早期病人进行的测量发现，载脂蛋白 APO – B 。在 Fe 2 + 存在条件下的发光强度出现了增长。同样的现象在肝硬化和慢性肝炎患者身上也被发现。 3.4 尿液的化学发光 利用尿液的化学发光可以研究肾脏功能的变化。将 Fe 2 + 盐加入尿液中，测量其化学发光，发现肾功能不足者尿液的发光强度降低。与正常健康人相比，阑尾炎患者尿液的发光强度则有不同程度的提高。利用这一方法可以评估肾脏的排泄及收缩功能。 3.5 物质抗氧化活性的测定 利用发光测量技术可以评价某些生物组织和体液的抗氧化活性。以某一稳定的发光系统为模型，如脂肪体、线粒体、卵黄脂蛋白等，将待测的抗氧化物质加入该系统，然后加入 Fe 2 + 盐，测量其化学发光。 根据系统化学发光被抑制的程度可以评价物质的抗氧化活性。 利用这一方法进行的研究证明，不同疾病患者血浆和血清的抗氧化活性是不同的。 3.6 H 2 O 2 激发的化学发光 3.6.1 血浆和血清的化学发光 在血浆和血清中加入 H 2 O 2 溶液后能激发化学发光。有报告提出，发光强度与血浆中血红素的水平呈线性相关，相关系数为 + 0. 71 。在上述发光系统中，加入过氧化氢酶或松香油后，发光被抑制，加入叠氮化钠 (NaN 3 ) 后，发光几乎完全消失。 H 2 O 2 激发的血浆和血清的化学发光，其启动因素很可能是血红素过氧化物酶催化 H 2 O 2 分解引起的。血红素过氧化物对 H 2 O 2 的分解是以 H 2 O 2 氧化其底物为前提的。在这一反应过程中导致自由基及其中间产物生成，并与机体分子相互作用，产生 O2 等活性物质，产生发光。 NaN 3 和松香油是 O2 的抑制剂，所以在上述发光系统中加入松香油的 NaN 3 后，发光被抑制。血液中血红素过氧化物酶等以自由基方式分解 H 2 O 2 ，而过氧化氢酸则以非自由基方式分解 H 2 O 2 ，生物体内这两类反应体系协同作用，能很好的清除细胞内的 H 2 O 2 。病理条件下，这一反应体系的平衡被破坏， H 2 O 2 激发的化学发光强度将发生相应改变。因此，根据血浆和血清化学发光的变化，有可能对某些疾病进行区别诊断。 3.6.2 红细胞的化学发光 1981 年 Cepгиеко 等人在分离出的红细胞悬液中加入 H 2 O 2 溶液，对其化学发光进行测量。 发现，随着红细胞的老化和溶解，系统发光强度呈增长趋势。随后对实验性动脉粥样硬化家兔红细胞化学发光进行的测量发现，与正常对照组相比，发光强度出现了降低。这可能是由于细胞膜中胆固纯含量过高造成的。对恶性肿瘤患者的调查也发现发光强度的改变。红细胞的衰老与脂质过氧化有关。 H 2 O 2 能引发膜脂过氧化， H 2 O 2 和脂质过氧化产物都能引起血红蛋白释放 Fe 2 + ， Fe 2 + 是诱发一系列自由基反应、起动脂质过氧化的催化剂。自由基的产生不仅促进了红细胞的衰老和溶解，而且引发的脂质过氧化还可以导致膜脂组分和结构的改变，直接影响红细胞的生理功能。

我们都知道，热是促进橡胶发生老化反应的主要因素之一，热可使橡胶分子发生链断裂从而产生自由基，形成自由基链式反应，导致橡胶分子降解和交联，从而使橡胶性能劣化。试验室烘箱老化试验是耐热性试验的常用方法，将试验样品置于选定的烘箱内，周期性地检查和测试试样外观和性能的变化，从而评价试样的耐热性。

某日，我正在做聚合酶链式反应（简称PCR反应）， 一师兄不满的问我： "你拉完（PCR)了吗?" 答曰："快拉完了。" 他催促说： "你怎么拉的这么慢，都两个多小时了。" 我满不在乎的说： "这有什么，上次XXX还拉了四个小时呢。" 师兄嘱之曰： "这几天拉的人比较多，你快些就是了， 互相照顾一下，大家都很急！"

什么是PCR技术？ PCR（Polymerase Chain Reaction）技术，中文译为聚合酶链式反应，是一种在体外（试管、切片…）扩增核酸的技术。PCR的基本反应包括以DNA为模板的反应和以mRNA为模板的反应。 PCR技术是模拟体内天然DNA（脱氧核糖核酸）的复制过程。以扩增DNA为例，其基本原理是在模板、引物、4种dNTP和耐热DNA聚合酶存在的条件下，特异扩增位于两段已知序列之间的DNA区段的酶促合成反应。

“水变油”能成为现实吗1996年，美国上映了一部名叫《链式反应》的科幻影片，说的是芝加哥大学的一群科学家，搞出了一种全新的能源技术，这种技术能够从水里提取出无穷无尽廉价而又环保的燃料。结果，当负责这个项目的科学家，打算向外发布新闻时，一群蒙面杀手从天而降，炸毁了整个实验室，“水变油”技术灰飞烟灭。

[B][center]聚合酶链反应（PCR）技术的发展和应用（一） [/center][/B] 第一节　概述　　聚合酶链反应或多聚酶链反应（Polymerase Chain Reaction, PCR），又称无细胞克隆技术(“free bacteria”cloning technique)，是一种对特定的DNA片段在体外进行快速扩增的新方法。该方法一改传统分子克隆技术的模式，不通过活细胞，操作简便，在数小时内可使几个拷贝的模板序列甚至一个DNA分子扩增107～108倍，大大提高了DNA的得率。因此，现已广泛应用到分子生物学研究的各个领域。　　PCR技术最早由美国Cetus公司人类遗传研究室Kary Mullis及同事于1985年发现并研制成功的；最早的应用报道是Saiki等1985年将PCR技术应用于β-珠蛋白基因扩增和镰刀状红细胞贫血的产前诊断。随后使用了1976年Chien等分离的热稳定性Taq DNA聚合酶，使PCR操作大为简化，并使PCR自动化成为可能；1987年Kary Mullis等完成了自动化操作装置，使PCR技术进行实用阶段。　　国内复旦大学1988年起开始研制耐热性多聚酶，军事医学科学院马立人教授等在1989年研制成功了PCR自动装置，并且不断推陈出新，最近研制的PTC-51A/B型DNA热循环仪体积小，造型美观，价格适宜，操作简单，尤为适宜国内应用。　　PCR发明不到10年，却已获得广泛应用。目前，每年都有上千篇文章　发表。1991年，期刊“PCR方法与应用”（PCr Methods and Application）在美国创刊，使有关学者有了自己的论坛和参考的专业期刊。PCR技术作为一种方法学革命，必将大大推动分子生物学各有关学科的研究，使其达到一个新的高度。　　1993年度诺贝尔化学将已于10月13日揭晓，Kary Mullis因发明了“聚合酶链式反应”而获得此殊荣。现在世界各地都在使用PCR检测病人血液中的微量遗传物质，这一成就为精确诊断艾滋病及其它病症铺平了道路。瑞典皇家科学院说：“PCR方法已经广泛应用于生物医学中。该方法同DNA测序法结合起来很可能将成为研究动植物分类学的一种革新工具。”一名加拿大籍英国科学家Michael Smith因开创了“寡核苷酸基因定点诱变”的方法而与Mullis同享此荣。

恩利克• 费米（Enrico Fermi 1901.09.29至1954.11.28）。　　美国物理学家。生于意大利罗马。　　1922年获比萨大学博士学位。　　1923年前往德国。在玻恩的指导下从事研究工作。　　1924年在哥廷根大学学习一学期，随后到荷兰莱顿大学和保尔厄任费斯脱共同工作。　　1925年一月至1926年秋季在佛罗伦萨大学工作，开始研究费米-狄拉克统计问题。　　1926年任罗马大学理论物理学教授。　　1929年任意大利皇家科学院院士。　　1934年用中子轰击原子核产生人工放射现象。开始中子物理学研究。被誉为“中子物理学之父”。　　1936年出版的热力学讲义。成为后人教学用书的著名蓝本。　　1938年由于 “通过中子照射展示新的放射性元素的存在，以及通过慢中子核反应获得的新发现（demonstrations of the existence of new radioactive elements produced by neutron irradiation, and for his related discovery of nuclear reactions brought about by slow neutrons）获得诺贝尔物理奖。但是就在这时他却在意大利遇到了麻烦。一是因为他的妻子是犹太人，意大利法西斯政府颁布出一套粗暴的反对犹太人的法律；二是因为费米强烈反对法西斯主义——墨索里尼独裁统治下的一种危险的态度。　　1938年12月他前往斯德哥尔摩接受诺贝尔奖，此后就没有返回意大利，而是去了纽约。哥伦比亚大学主动为他提供职位，并为自己的师资队伍中增添了一位世界上最伟大的科学家而感到自豪和骄傲。　　1944年费米加入美国籍。　　在1939年初，据李泽• 梅特纳、奥特• 哈尔姆和弗里茨• 斯特拉斯曼报导，中子被吸收后有时会引起铀原子裂变。这项报导发表后，和其他几位主要的物理学家一样，费米立即认识到一个裂变的铀原子可以释放出足够的中子来引起一项链式反应，而且还和另外几位物理学家一样，费米马上就预见到这样的链式反应可用于军事目的潜在性。　　1939年3月，费米与美国海军界接触，希望引起他们对发展原子武器的兴趣。但是直到几个月后阿尔伯特• 爱因斯坦就此课题给罗斯福总统写了一封信以后，美国政府才对原子能给予重视。　　那时候，同盟国的科学家虽然已经在讨论原子弹的可能，但是还没有正式开始进行制造的工作。后来由于同盟国在战事中一再失利，德国又开始禁止由他们占领捷克铀矿区的铀矿出口，使得同盟国意识到，德国可能已经在认真进行原子弹计划。　　不久，一位德国科学家傅吉（Siegfried Flugge）出人意料地在德文科学期刊上，公开发表了一些德国核分裂研究的新近成果。这位科学家本来是故意突破当时德国尚未完全开始的信息封锁，让同盟国得知德国研究近况，但是同盟国科学家反倒因而误认为，如果德国能够发布这么多资料，那么他们真正的发展情况，恐怕还要更加先进，这就更加促使美国原子弹计划开始酝酿产生。　　匈裔科学家齐拉于是决定采取一些行动。首先他认为要能控制比属刚果的铀矿，于是请求和比利时皇家熟识的爱因斯坦帮忙，爱因斯坦欣然同意。接着他和银行家沙克斯（A．Sachs）共同具名拟就一信，准备敦促罗斯福总统在美国进行原子弹计划，为了增加这封信的分量，他们也要求爱因斯坦共同具名，爱因斯坦同意了。这一封有爱因斯坦共同具名的信函，确实是促成原子弹计划的一个关键因素，而这件事到战后曾引起爱因斯坦相当的后悔。　　美国政府一有了兴趣，建立一个模式原子反应堆就成了科学家的首要任务，以探明自保持的链式反应是否确实可行。由于恩利克• 费米是世界上主要的中子权威，且集理论与实验天才于一身，所以被选为世界第一台核反应堆攻关小组组长。他最初在哥伦比亚大学工作，随后又到芝加哥大学工作。　　1941年底，费米在哥伦比亚大学主持建造了世界上第一座原子反应堆，实现了自持式链式反应，为制造原子弹迈出了决定性的一步。　　1942年12月2日，在芝加哥，费米指导下设计和制造出来的核反应堆首次运转成功。这是原子时代的真正开端，因为这是人类第一次成功地进行了一次核链式反应。试验成功的消息以意味深长的预言形式一下子就传到了东方：意大利航海家进入了新世界。……随着这项实验费米的成功，即刻做出了全速开展哈曼顿工程计划。费米在这项工程中作为一位主要的科学顾问，继续发挥着重要的作用。费米的主要贡献在于他在发明核反应堆中所起的重要作用。十分显然，这项发明的主要功劳应归于费米。他最先对有关方面的基础理论做出了重大的贡献，随后又亲自指挥第一座核反应堆的设计和建造。战后，费米在芝加哥大学任教授。　　他于1954年去逝。100号化学元素镄就是为纪念他而命名的。他先后获得德国普朗克奖章、美国哲学会刘易斯奖学金和美国费米奖。　　1953年被选为美国物理学会主席。还被德国海森堡大学、荷兰乌特勒支大学、美国华盛顿大学、哥伦比亚大学、耶鲁大学、哈佛大学、罗切斯特大学和拉克福德大学授予荣誉博士。　　1954年，为纪念费米对核物理学的贡献，美国原子能委员会建立了“费米奖”，以表彰为和平利用核能作出贡献的各国科学家。 　　1955年8月，在瑞士日内瓦召开的和平利用原子能国际科学技术会议中，根据人工合成这个新元素者们的建议，将100号元素命名为fermium镄，以纪念20世纪中在原子和原子核科学中作出卓越贡献的著名物理学家费米。100号元素符号定为Fm。 　　费米之所以成为重要人物，有以下几个原因：　　一是他是无可争议的20世纪最伟大的科学家，而且是为数不多的兼具杰出的理论家和杰出的试验家天才的人。他在其生涯中写了250多篇科学论文。二是费米在发明原子爆破方面是一个非常重要的人物，尽管别人在推动这项事业的发展上也起了同样重要的作用。 　　从1945年以来，原子武器从未用于战争。出于和平目的，大量的核反应堆建成用来产生能源。在未来，反应堆将成为更重要的能源来源。此外，一些反应堆被用来生产有用的放射性同位素，用在医学和科学研究上。反应堆还是钚的一个来源，这是制造原子武器的一种材料。人们对核反应堆可能对人类产生危害存有害怕心理，但没人抱怨它是个无意义的发明。不管是好还是坏，费米的工作对未来世界产生了巨大的影响。

一、通过聚合酶链式反应（PCR）将靶基因亚克隆到质粒载体上（一）PCR引物设计的基本原则与PCR反应组分和条件1. PCR引物设计的基本原则（1）引物与靶基因间配对的碱基一般为15-20。（2）引物碱基尽可能随机分布，避免出现嘌呤、嘧啶堆积现象，引物G + C含量宜在45-55%左右。（3）引物内部不应形成二级结构，两个引物之间尤其在3’末端不应有互补链存在。（4）引物的碱基顺序不应与非扩增区域有同源性。可用计算机进行辅助检索分析。（5）引物3’末端一般以单个C或G结尾。 2. PCR反应组分和条件PCR反应体系一般选用50 μl体积，其中含有：10×Reaction buffer，5 μl2个引物，各12.5-25 pmol (终浓度各0.25-0.50 μmol/L)4种底物（dATP + dCTP + dGTP + dTTP），各200μmol/L模板DNA，100 ng左右Taq DNA聚合酶，2.5-3 U PCR反应条件一般为：（1）94℃，5分钟（[font=Times New Ro

[b][url=http://www.f-lab.cn/pcr/micropcr.html]微型PCR仪PCR-200[/url][/b]是专业为[b]聚合酶链式反应[/b]Ploymerase Chain Reaction, PCR而设计的[b]微量PCR仪[/b],非常适合作为微量热循环仪器使用。[b]微型PCR仪[/b]PCR-200用于分子学、医学、食品工业、司法科学、生物技术、环境科学、微生物学、临床诊断、流行病学、遗传学、基因芯片、基因检测、基因克隆、基因表达等领域以聚合酶链式反应（Ploymerase Chain Reaction, PCR）为特征的、以检测DNA/RNA为目的的各种病原体检测及基因分析。[b][b]微型PCR仪[/b]PCR-200特点[/b]结构紧凑，尺寸较小[img=微型PCR仪]http://www.f-lab.cn/Upload/PCR-200.jpg[/img]具有指导性的界面方便用户使用盖子是耐高温材料制造，适合各种类型的试管内存功能两种工作模式：PCR控制或计算机软件控制[b][b]微型PCR仪[/b]PCR-200参数[/b]容积：25x0.2mL（A), 9x0.5mL(B),16x0.2ml+9x0.5ml(C)温度范围：0-99℃最大加热速率：=2℃/s均匀性：=2℃/s热盖温度：105℃可存储命令数：3最大循环数：99显示：12864LCD尺寸：160x140x120mm重量：2.2kg更多PCR仪官网：[url]http://www.f-lab.cn/pcr.html[/url]

割伤的皮肤、断裂的骨骼会随着时间自动愈合，而汽车喷漆的刮痕、飞机机翼的裂缝却没这种能力。最近科学家研究出一种具有自修复能力的材料，只需紫外线照射就能重新长在一起，大大提高了产品的耐用性，也更容易维修。近日出版的德国国际专业杂志《应用化学》对这种材料进行了详细介绍。　　以前开发的自我修复材料中，有些是其中包含有微小的胶囊，当材料遭到损坏时，胶囊会裂开并释放出一种化学作用剂，对材料进行一次性修复；还有的材料是含有一些凝胶物，虽然也能重复地进行自我修复，但修复后的材料强度和稳定性都不如以前。　　现在，美国卡内基·梅隆大学和日本九州大学研究人员合作，共同开发出一种聚合物，经紫外线照射，不仅能多次自我修复，还可让完全分离的碎片重新长在一起。其原理是原子之间能反复地形成共价键，使修复后的材料既强韧又稳定。　　这种新型聚合物材料是由三硫代碳酸盐（trithiocarbonate）交叉连接而成。碳原子和三个硫原子结合在一起，其中的两个硫原子的第二个键位又跟其他碳原子结合，这样形成的整体结构就具有了特殊的性质：在紫外光照射下能够重组。光照会使三硫代碳酸盐中的一个碳—硫键断裂，生成两个根（拥有一个不成对的自由电子的分子）。这种根非常活泼，很容易跟其他的三硫代碳酸盐发生反应形成新的碳—硫键，打破其他分子键同时又产生更多更自由的根。这种链式反应会一直进行，直到两个根再次互相反应才停止。　　实验中，研究人员将聚合材料浸入液体内，或切成大块儿，反应都能顺利进行。将切开的边缘紧密地压在一起，用紫外线照射，边缘处会通过根的重组而长在一起。即使切成小碎片，只要把碎片压在一起进行照射，也能融合成一片完整的材料。由于同一片材料能反复地进行这种自我修复，它也能作为一种新型的可循环利用产品。

细菌的实验室检测方法进展——金黄色葡萄球菌的鉴定方法摘要：金黄色葡萄球菌广泛分布于自然界，多存在于人和动物的鼻腔、咽喉、皮肤及与外界相通的腔道。能引起人和动物机体局部、脏器的化脓性感染，重者可引起败血症、脓毒血症等全身感染。金黄色葡萄球菌也是国内外最常见的细菌性食物中毒病原菌之一，在我国由金黄色葡萄球肠毒素引起的食物中毒占细菌性食物中毒事件的前几位。典型的金黄色葡萄球菌为球型，显微镜下排列成葡萄串状。金黄色葡萄球菌肠毒素被分为7 个血清型，A、B、C（C1、C2、C3）、D、E。目前实验室对金黄色葡萄球菌的检验有传统培养法，金黄色葡萄球菌肠毒素的检测方法，脉冲场凝胶电泳检测分型方法和聚合酶链式反应（PCR）技术对金黄色葡萄球菌的检测方法。

实验室安全事故的紧急处理与救援　一、实验室发生火灾时的灭火方法二、常见灭火器适应火灾类型及使用方法三、危险化学品的灭火措施四、电气火灾的灭火措施五、灭火时存在的危险六、火灾时的逃生技巧七、消防安全的常见问题八、化学中毒的现场急救 一、实验室发生火灾时的灭火方法 实验室发生火灾虽然比较少，但一旦发生就会对实验室仪器设备和人身安全造成损失。为了减少火灾带来的损失，必须充分认识灭火的危险性，重视掌握灭火方法和逃生技巧，并能熟练使用灭火器材，将火灾损失控制在最小程度。 燃烧必须同时具备三个条件，即可燃物、助燃物、点火源。因此，只要能消除燃烧条件中的任何一个条件，即消除可燃物或将可燃物的浓度降低到安全范围，或者隔离氧气或充分减少氧气量，或者把可燃物冷却到燃点以下，燃烧就会终止。 1．隔离灭火法 将可燃物与引火源或氧气隔离开来，可防止燃烧继续扩大。比如，在燃烧过程中，关闭相关的阀门和电源开关，将燃烧区附近的可燃物搬离现场。隔离灭火法的主要工具是四氯化碳灭火剂，它能蒸发冷却可燃物和稀释氧浓度。四氯化碳为五色透明液体，不助燃、不自燃、不导电、沸点低(76.8℃)。当四氯化碳遇火时，迅速蒸发，由于其蒸气重，能密集在火源四周包围正在燃烧的物质，起到了隔离空气的作用。四氯化碳是一种阻燃能力很强的灭火剂，特别适用于带电设备的灭火。由于四氯化碳在许多条件下能生成盐酸和光气，所以在使用四氯化碳灭火器时，必须戴防毒面具，并站在上风口。 2．窒息灭火法 将氧气浓度降低至最低限度，可以阻止燃烧继续扩大。如在燃烧发生过程中，紧闭门窗，造成氧气不足，能暂时停止燃烧；用石棉布、湿棉被等材料覆盖在燃烧物上等方法均能起到窒息灭火的作用。窒息灭火的主要工具是二氧化碳灭火剂。 二氧化碳灭火剂的主要作用也就是稀释空气中的氧浓度，使其达到燃烧的最低需氧浓度以下，火即自动熄灭。二氧化碳灭火剂是将二氧化碳以液体的形式加压充装于灭火器中，因液态二氧化碳极易挥发成气体，挥发后体积将扩大760倍，当它从灭火器里喷出时，由于汽化吸收热量的关系，立即变成干冰。这种霜状干冰喷向着火处，立即汽化，将燃烧处包围起来，起到隔离和稀释氧的作用。 由于二氧化碳不导电，所以常用于扑灭电气设备的着火。对于不能用水灭火的遇水燃烧物质，使用二氧化碳灭火剂最为合适，同时由于二氧化碳能不留痕迹地把火扑灭，因此非常适合用于扑灭精密机械设备等的着火。但二氧化碳也有缺点，就是冷却作用相对不好，同时还应注意二氧化碳能使人窒息的问题。 3．冷却灭火法 对于一般可燃物来说，能够持续燃烧的条件之一是它们在火焰或热的作用下达到了各自的着火温度。因此，将一般可燃物冷却到其燃点或闪点以下，燃烧反应就会停止。 用水冷却灭火是最常用的方法，水的吸热量比其他物质大，使1kg水的温度上升1℃需要4 186．6J的热量。水的缺点是水具有导电性，不宜扑救带电设备的火灾，不能扑救遇水燃烧物质和非水溶性燃烧液体的火灾。另外，水与高温盐液接触会发生爆炸，这些都是用水灭火时需要注意的问题。 4．抑止灭火法 使用的灭火剂与链式反应的中间体形成自由基反应，从而使燃烧的链式反应中断，使燃烧不能持续进行。常用的干粉灭火剂就是利用化学抑止作用灭火的。 干粉是细微的固体微粒，常用的有碳酸氢纳、碳酸氢钾、磷酸二氢胺、尿素干粉等。于粉灭火剂综合了泡沫、二氧化碳和四氯化碳灭火剂的特点，具有不导电、不腐蚀、扑救火灾快等优点，可扑灭可燃气体、电气设备、油类、遇水燃烧物质等物品的火灾，但干粉灭火剂不能扑灭易燃液体的火灾，也不能用于扑灭精密仪器、旋转电动机等的火灾。

核电站工作原理　1.热堆的概念中打入铀-235的原于核以后，原子核就变得不稳定，会分裂成两个较小质量的新原子核，这是核的裂变反应，放出的能量叫裂变能;产生巨大能量的同时，还会放出2～3个中子和其它射线。 这些中子再打入别的铀-235核，引起新的核裂变，新的裂变又产生新的中子和裂变能，如此不断持续下去，就形成了链式反应 利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后，再引起新的核裂变，由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态，这种中子被称为热中子。堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆(简称热堆)。　　2 热中子反应堆，它是用慢化剂把快中子速度降低，使之成为热中子(或称慢中子)，再利用热中子来进行链式反应的一种装置。由于热中子更容易引起铀-235等裂变，这样，用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。　　3.慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质，如重水、铍、石墨、水等。热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中，组成堆芯。链式反应就是在堆芯中进行的。　　4.反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。冷却剂也是吸收中子很少的物质。热中子堆最常用的冷却剂是轻水(普通水)、重水、二氧化碳和氦气。 核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放出的热能，由一回路系统的冷却剂带出，用以产生蒸汽。因此，整个一回路系统被称为“核供汽系统”，它相当于火电厂的锅炉系统。为了确保安全，整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。 轻水堆――压水堆电站 自从核电站问世以来，在工业上成熟的发电堆主要有以下三种：轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中，形成了现代核发电的主体。 目前，热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。　　压水堆核电站 压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开，它是一个密闭的循环系统。该核电站的原理流程为：主泵将高压冷却剂送入反应堆，一般冷却剂保持在120～160个大气压。在高压情况下，冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽;冷却剂流经蒸汽发生器后，再由主泵送入反应堆，这样来回循环，不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水，再由凝结给水泵送入加热器，重新加热后送回蒸汽发生器。这就是二回路循环系统。 压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。压力容器是一个密封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳，所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀，用来推动汽轮机转动的高温高压蒸汽就在这里产生的。在容器的顶部设置有控制棒驱动机构，用以驱动控制棒在堆芯内上下移动。 堆芯是反应堆的心脏，装在压力容器中间。它是燃料组件构成的。正如锅炉烧的煤块一样，燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由二氧化铀烧结而成的，含有2～4%的铀-235，呈小圆柱形，直径为9.3毫米。把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中，成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。把 200多根燃料棒按正方形排列，用定位格架固定，组成燃料组件。每个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样，一座压水堆所需燃料棒几万根，二氧化铀芯块1千多万块堆芯。此外，这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水(冷却剂)。控制棒用银铟镉材料制成，外面套有不锈钢包壳，可以吸收反应堆中的中子，它的粗细与燃料棒差不多。把多根控制棒组成棒束型，用来控制反应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障，立即把足够多的控制棒插入堆芯，在很短时间内反应堆就会停止工作，这就保证了反应堆运行的安全。 轻水堆――沸水堆电站 沸水堆核电站 沸水堆核电站工作流程是：冷却剂(水)从堆芯下部流进，在沿堆芯上升的过程中，从燃料棒那里得到了热量，使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。 沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽水分离器在堆芯的上部，它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机，造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。 沸水堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力(约为70个大气压)下，水通过堆芯变成约285℃的蒸汽，并直接被引入汽轮机。所以，沸水堆只有一个回路，省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器，因而显得很简单。

新华网东京12月14日电 日本鹿儿岛大学的一个研究小组以甲型H1N1流感病毒感染人体的机制为切入点，开发出一种能快速检测甲型流感病毒的新方法。 该研究小组日前发布的公报说，甲型H1N1流感病毒会与人体细胞表面的糖链结合，进而感染细胞。鹿儿岛大学教授隅田泰生等人以此为突破口进行研究，人工合成了人体细胞表面的这种糖链，使其附着在极微小的金粒表面。 在实验中，研究人员将含有甲型H1N1流感病毒的患者唾液与上述金微粒混合后放入离心装置。被病毒附着的金微粒由于质量较大，能被分离出来，而且得到的病毒浓度较高。 目前判断某人是否感染甲型H1N1流感病毒，首先要用简易检查工具对其进行检测，尔后再让病毒的基因增殖，进行聚合酶链式反应检测。但由于在感染初期，甲型流感病毒在感染者体内还未增殖到足够数量，因此现行简易检查的结果可能呈阴性。而新方法由于分离出的病毒浓度较高，不会出现这样的失误。 报告说，新方法只需30分钟左右就能判断被检测者是否感染甲型H1N1流感病毒，而包括聚合酶链式反应在内的现行检测法用时更长。此外，与从被检测者鼻腔深处采集样本相比，新方法采用唾液，被检测者没有不适感。 目前，该研究小组正与兵库县的一家企业合作开发采用这种新方法的检测仪器。又要有新仪器问世啦！

拟增修订项目1、一部共16项，其中新增6项： 电泳测定法 渗透压摩尔浓度测定法 等离子体发射光谱法大孔树脂有机残留物测定法 聚合酶链式反应法 中药特征图谱指导原则 2、二部共45项，新增12项： 核磁共振波谱法 离子色谱法 电导率测定法 锥入度检查法 2-乙基己酸测定法 光学显微镜法 拉曼光谱法指导原则 溶出度测定指导原则 药物多晶型研究指导原则 蛋白质含量测定法合成多肽中醋酸测定法 氨基酸测定指导原则

化学反应的反应速率是相关受质浓度随时间改变的的测量。 反应速率的分析有许多重要应用，像是化学工程学或化学平衡研究。 反应速率受到下列因素的影响：反应物浓度：如果增加通常将使反应加速。 活化能：定义为反应启始或自然发生所需的能量。 愈高的活化能表示反应愈难以启始，反应速率也因此愈慢。反应温度：温度提升将加速反应，因为愈高的温度表示有愈多的能量，使反应容易发生。 催化剂：催化剂是一种透过降低活化能提升反应速率的物质。而且催化剂在反应过程中不会破坏或改变，所以可以重复作用。 反应速率与参与反应的物质浓度有关。物质浓度则可透过质量作用定律定量。

电离、氮化和硝化电化学水处理技术　　加拿大恩帕公司采用与目前流行的膜处理技术完全不同的工艺，成功开发出电离、氮化和硝化三种电化学水处理技术。　　其中，电离法水处理技术废物去除率达85%，废水利用率从目前的70%大幅度提高到97%。同时，废水处理和水电软化处理一步到位，无需单独进行软化处理，提高效率，节约成本。另外，采用电离法处理金属尾矿或冶金废水时，尾矿中的金属可回收再利用，回收利用率比标准的酸性过滤法高两倍，且不需高温高压;氮化法可将溶解氨直接转换成氮气，而不是硝酸盐或温室气体;硝化法水处理技术可去除含水土层中90%的硝酸盐、70%的溶解氨，不受温度影响。目前，氮化处理系统已经在加拿大多个城市的水处理设备上使用。　　气液混合放电可降解水中有机污染物　　气液串联放电降解水中有机污染物的方法，是低温等离子体技术在环境污染控制领域的应用，是一种利用高压脉冲放电产生的高活性化学粒子降解水中有机污染物的装置及方法。该方法是让压缩空气或氧气通过玻璃管进入气室，利用液相产生的低温等离子体和气相产生的臭氧直接作用于有机污染物，预处理水溶液中的不锈钢金属阻挡网可提高臭氧的利用率。　　气液串联放电降解水中有机污染物的方法是，在溶液中加入活性炭纤维和双氧水，通过活性碳纤维的吸附催化、光化学氧化与高压脉冲放电形成协同效应，从而大幅度提高有机污染物的降解率。　　多维电极电催化处理高浓度有机废水　　多维电极电催化污水处理装置主要应用于化工、制药、农药、染料、精细化工、石化、各种化工中间体等工业高浓度有机废水处理。　　高浓度有机废水中污染物成分复杂，排入水体后，尽管已被高倍稀释，但其微量成分仍危害极大，对人类健康和生态环境构成严重威胁。对于这类高浓度有机废水，常规的生化、物化处理方法难以处理，与此相关的技术开发成为近年来研究的热点。　　多维电催化高浓度工业废水处理设备具有多项创新设计，化学合成应用电化学技术原理，利用电解催化反应过程中生成的强氧化粒子，与废水中的有机污染物无选择地快速发生链式反应，进行氧化降解。设备的结构是在传统的二维电解电极间装填粒状工作电极，形成多维电极结构，与传统二维电极相比面积比大大增加，且粒子间距小，因而液相传质效率高，大大提高了电流效率、单位时空效率、污水处理效率和有机物降解效果，同时对电导率低的废水也有良好的适应性。　　该设备适用于化学需氧量为每升几万至10万毫克的高浓度有机废水的前处理，经在企业的工业应用表明，该设备有机污染物去除率高，其中化学需氧量去除率30%~90%，kukdong连接器可无选择地将废水中难降解的有毒有机物降解为二氧化碳、水和矿物质，将不可生化的高分子有机物转化为可生化处理的小分子化合物;处理过程不需要添加药液，无二次污染;进水污染物浓度无限制;脱色、去毒效果显著，脱色率50%~80%Engineering Village;有机污染物降解处理的反应过程迅速，废水停留时间短，所需的设备体积小;可同时高效去除废水中的氨氮、总磷及色度;反应条件温和，常温常压下进行，操作简单、灵活，可控性好;占地面积小，建设工期短，运行成本低，处理费用省;非溶出型金属阳极，无电极腐蚀、钝化问题，具有高效、长寿命特点。　　电催化——生物耦合技术使难降解有机物催化还原　　中科院过程工程研究所采用电——生物耦合技术处理难被微生物降解的有机废水取得良好效果。该技术已申请国家发明专利。据介绍，硝基苯类，卤代酚、卤代烃、还原染料等都是重要的工业原料或产品，但它们都很难被微生物所降解。以前这类废水的处理一直是企业面临的一项难题。中科院过程工程研究所经过深入研究发明电——生物耦合技术，利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原或氧化成生物易降解的有机分子，微生物则在一个反应中同时将它们彻底去除。以浓度等于100mg/L的硝基苯废水为例，经过10小时的处理，硝基苯去除率大于98%，化学需氧量去除率大于90%，出水达到国家排放标准，每吨废水处理成本不到2元。　　电吸附除盐水净化与水回用技术　　目前我国石化、化工等高耗水行业的污废水回用工程，还停留在将处理后的水回用作景观水或绿化灌溉等低端用途上，但一项名为电吸附除盐的水再生回用技术却将改变这一现状。污水经常规二次处理后再通过电吸附单元进行除盐处理，出水全面满足再生水要求，可直接作为循环冷却水等工业用水，真正实现污废水高端再生回用。电吸附除盐技术是利用带电电极表面吸附水中离子的现象，将水中溶解的盐类在电极表面富集浓缩实现除盐/淡化的新型水处理技术。相对于传统除盐技术而言，电吸附技术具有很好的技术经济性。齐鲁石化研究院与爱思特合作，率先建成世界首例千吨级炼油废水再生装置，其污水回用规模为每天2 400立方米，平均除盐率为62.3%，达到循环水补水水质要求。经估算，该装置的吨水处理成本仅为0.72元。太原化工集团对废水再生回用也十分重视，建成了万吨级废水再生处理装置，其回用水水质也达到化工用水标准，每吨优质再生水的成本为1.95元，远低于每吨4元左右的工业用水价格。据介绍，电吸附技术除了在污废水再生回用方面的应用外，在饮用水水质改善、海水淡化领域也都有着十分广阔的应用前景。本网凡注明出处为“《中国循环经济》”的所有稿件，版权均属本网站所有，未经授权不得转载。如需转载，请与010-82290313联系授权事宜；转载请务必注明稿件来源："《中国循环经济》"。本网未注明出处和转载的，是出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，仅供读者参考，若据本文章操作，所有后果读者自负，本网站概不负任何责任。如转载稿件涉及版权等问题，请在两周内来电或来函联系。

中国科技网讯 据物理学家组织网8月29日（北京时间）报道，美国能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）研究人员最近开发出一种核酸（DNA和RNA）快速扩增技术，使聚合酶链式反应（PCR）的速度大大加快，可在3分钟内将基因组片段扩增10亿倍，迅速识别出病原菌。疾病快速诊断有望很快成为现实。相关论文发表在最近出版的《分析师》杂志上。 PCR技术能让研究人员把一段DNA或RNA复制上百万副本，然后用于基因组测序、基因分析、遗传病诊断、亲子鉴定、法庭鉴定、确定疾病感染等。该过程一般需要1小时到几天时间。然而，快速诊断、应急反应或传染病监控往往要求PCR技术缩短到几分钟。 领导这项研究的工程师雷金纳德·比尔和同事克服酶动力学和热动力学方面的限制，用多孔材料和绝热薄膜制造出一种设备，实现了极速热循环，能每秒钟加热或制冷45℃，一次热循环不超过2.5秒。比尔特别指出：“这种设备的独特之处还在于，它制冷的速度和加热一样快。” 开发出这种设备后，比尔和同事从10种商用酶中选出了2种，这2种酶的链式反应速度非常快，将一些参数略作调整，就能使反应更快。 他们用一种肠杆菌属的细菌测试了新的PCR设备迅速扩增DNA片段的能力，然后用一段严重急性呼吸道综合征（SARS）DNA片段演示了设备处理威胁公共健康病毒方面的效果。该设备完成对目标DNA30个周期（10亿倍）的PCR扩增，用时仅为2分18秒。 目前，研究小组正在开发一种实时探测设备。按照他们的设想，将来一台PCR仪器就能完成整个测试，从样本到结果只需10分钟。市场对这种设备的需求将是巨大的，除传统的公共卫生和医疗研究领域，一台简单实用的实时PCR设备在养殖、农业以及食品加工行业都非常有用，可用来保障食品安全。（记者 常丽君） 总编辑圈点 随着人类基因组逐渐被破译，一张生命之图将被绘就，我们对人类自身的了解也会迈上新的台阶，很多疾病的病因将被揭开，药物就会设计得更好，治疗方案也能“对因下药”，生活起居、饮食习惯有可能根据基因情况进行调整，人类的整体健康状况将会提高。然而，病来如山倒，为了尽快找到病因，疾病的快速诊断就显得异常重要。而文中提到的技术，可在三分钟内识别病原菌，无疑为很多急症患者的生存争取了宝贵的时间。 《科技日报》（2012-8-30 一版）

合肥工业大学成功研发出一种快速无标记的核酸适配体体外筛选方法，通过这一方法筛选的核酸适配体，对金属离子表现出高度的亲和力和特异性，提供了性能优良的金属离子亲和物质，从而实现了对重金属超标的快速实时检测。该成果论文近日发表在国际纳米材料领域顶级学术期刊之一《美国化学学会·纳米》上。　　传统方法对金属离子的检测，需要借助质谱等大型仪器设备，成本高昂费时费力难以普及。如何摆脱对大型仪器的依赖，实现对金属离子的快速实时检测，关键就是找寻能够特异性识别并结合特定金属离子的“亲和物质”。由于金属离子在生物体内不会引起免疫反应，能够特异性结合金属离子的“标准”亲和物质——单克隆抗体非常难以生产，使用指数富集的配基系统进化技术等传统的筛选方法，仍需要对靶标进行化学标记或者修饰，这一要求对于金属离子和小分子靶标十分困难，且容易改变其结构和性质。　　合肥工业大学生物与医学工程学院瞿昊博士，通过使用乳液聚合酶链式反应和荧光激发细胞筛选两项技术，成功研发了以金属离子为特定靶标的核酸适配体高效筛选的革新方法。这一筛选方法无需对靶标进行任何标记或修饰，同时筛选周期短，非常适用于针对金属离子和小分子靶标的核酸适配体筛选。通过这一方法，瞿昊通过3—4轮筛选便获得了适用于二价汞离子的核酸适配体，其结合强度较传统核酸适配体提高了30倍，并首次获取了适用于二价铜离子的核酸适配体。　　“这一筛选方法可适用于所有金属离子和小分子靶标，将为针对其他离子和小分子靶标的核酸适配体的筛选工作提供非常高效的平台。”瞿昊说，这一成果突破了生物传感器领域匮乏性能优良的亲和物质这一瓶颈，不仅可以应用在金属污染治理上，同时在生物技术、医疗保健等领域具有广阔的应用前景。

定义:在化学反应中，原子核结构没有被改变，且有新物质的生成。有五种主要化学反应如下所示：异构化：(A → B) ：化合物形成结构重组而不改变化学组成物。 化学合成：化合反应简记为：A + B = C：二种以上元素或化合物合成一个复杂产物。（即由两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应。）化学分解：分解反应简记为：A = B + C ：化合物分解为构成元素或小分子。 （即化合反应的逆反应。它是指一种化合物在特定条件下分解成两种或两种以上较简单的单质或化合物的反应。）置换反应（单取代反应) 简记为：A+BC=B+AC ：表示额外的反应元素取代化合物中的一个元素。（即指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应。）（置换关系是指组成化合物的某种元素被组成单质的元素所替代。置换反应必为氧化还原反应，但氧化还原反应不一定为置换反应。）根据反应物和生成物中单质的类别，置换反应有以下4种情况：①较活泼的金属置换出较不活泼的金属或氢气②较活泼的非金属置换出较不活泼的非金属③非金属置换出金属④金属置换出非金属（详细请见置换反应词条……）复分解反应（双取代反应）简记为：AB＋CD=AD＋CB ：在水溶液中（又称离子化的）两个化合物交换元素或离子形成不同的化合物。(即由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。) （复分解反应的本质是溶液中的离子结合成难电离的物质（如水）、难溶的物质或挥发性气体，而使复分解反应趋于完成。酸、碱、盐溶液间发生的反应一般是两种化合物相互交换成分而形成的，即参加反应的化合物在水溶液中发生电离离解成自由移动的离子,离子间重新组合成新的化合物，因此酸、碱、盐溶液间的反应一般是复分解反应。因为此类反应前后各元素的化合价都没有变化，所以复分解反应都不是氧化还原反应。）当然还有更多复杂的情形，但仍可逐步简单化而视为上述反应类别的连续反应。 化学反应的变化多端难以建立简单的分类标准。 但是一些类似的化学反应仍然可以归类，譬如：有机反应：指以碳原子化合物为主的各种反应。 氧化还原反应：指两化合物间的电子转移（如：单取代反应和燃烧反应） 燃烧反应：指受质和氧气的反应。 更多的例子参见化学反应列表（list of reactions）。岐化反应 :指的是同一物质的分子中同一价态的同一元素间发生的氧化还原反应。同一价态的元素在发生氧化还原反应过程中发生了“化合价变化上的分歧”，有些升高，有些降低。发生歧化反应的元素必须具有相应的高价态和低价态化合物，歧化反应只发生在中间价态的元素上。氟(F2)无歧化作用，因为氟元素电负性最大，无正化合价，只有负化合价。 自身氧化还原反应与歧化反应均属同种物质间发生的氧化还原反应，歧化反应是自身氧化还原反应的一种，但自身氧化还原反应却不一定都是歧化反应。