吖啶类染料-吖啶类染料嵌合到DNA碱基对之间
多数微生物是单倍体(见染色体倍性),染色体基因在杂交子代中按 1:1分离。例如啤酒酵母的分离性小菌落和野生型的杂交子代中双亲的类型按 1:1分离,这说明分离性小菌落的遗传属于染色体遗传范畴。可是表型同属于呼吸缺陷的营养性小菌落和野生型的杂交子代全部都属于野生型,说明营养性小菌落的遗传属于染色体外遗传。脉孢菌的po突变型除了表现正反交结果不相同现象以外,实际上也表现不分离现象。
性状随着染色体以外的细胞质成分的转移而改变,按照生物的特性,可以通过不同的途径把一个生物的细胞质转移到另一生物中,如果后一生物因此而获得前一生物的某些性状,说明这一性状的遗传方式属染色体外遗传。细胞质可以通过多种方式转移。 某些性状可以由于一些环境因素的处理而被消除,这也是判断染色体外遗传的一种依据。例如吖啶类染料可以使一些抗药性细菌变为敏感的细菌;加速草履虫放毒品系的分裂速度可以使它变为非放毒品系等。染色体基因突变型可以通过回复突变而成为原来的野生型,可是被消除的性状不再重新出现,说明这些性状的遗传依赖于染色体外的遗传因子。
碱基的互变异构
答案:RNA生物合成的主要抑制剂有:
RNA生物合成的抑制剂根据其作用性质的不同,分为三类:第一类是嘌呤和嘧啶类似物,它们作为嘌岭和嘧啶的抗代谢物而抑制核酸前体的合成;第二类是通过与DNA模板结合而改变模板功能;第三类是通过与RNA聚合酶结合而影响其活性。
(1)嘌呤和嘧啶类似物
有些人工合成的碱基类似物能抑制和干扰核酸合成,其中重要的有:6-巯基嘌呤、硫鸟嘌呤,2,6-二氨基嘌呤,8-氮鸟嘌呤,5-氟尿嘧啶和6-氮尿嘧啶等。这些碱基类似物在体内有两方面的作用:它们或者作为抗代谢物,直接抑制核苷酸合成有关的酶类;或者通过参人核酸分子,形成异常DNA或RNA,从而影响核酸的功能并导致突变。
(2)DNA模板功能的抑制物
有些化合物能与DNA结合,使其失去模板功能,从而抑制其复制和转录。一些重要的抗肿瘤(抗癌)药和抗病毒药属于这类抑制物。现举例如下:
①烷化剂如氮芥、磺酸酯和氮丙啶类的衍生物等。它们使DNA烷基化,从而破坏DNA的正常生物功能。
②放线菌索D
放线菌素D是由全羊毛链霉菌产生的一种抗生素,具有抗癌作用。它能特异地与双链DNA非共价结合,使之失去作为RNA合成的模板功能。其作用机制是放线菌素D能特异地插入双链DNA中两个相邻的G-C碱基对之间,从而破坏DNA的模板作用。放线菌素D对DNA的复制也有一定的抑制作用。
③嵌入染料
某些具有扁平芳香族发色团的染料,可插入双链DNA相邻碱基对之间,称为嵌入染料。例如吖啶橙、原黄素和吖啶黄素等吖啶类染料分子均含有吖啶稠环。这种三环分子的大小与DNA的碱基对大小差不多,可以嵌入到DNA的碱基对之间,导致复制时产生核开酸的插入或缺失,引起突变。
(3)RNA聚合酶的抑制物
①利福霉素
利福霉素是一组由地中海链莓菌产生的抗生素。利福平是-种半合成的利福霉索B的衍生物。利福霉索,特别是利福平是细菌RNA聚合酶的特效抑制剂,它们专门抑制转录的起始,强烈抑制结核杆菌,是结核病的特效药。
②利迪链菌素
利迪链菌素与细菌RNA聚合酶β亚基结合,抑制转录过程中链的延伸。
③a-鹅膏草碱
a-鹅膏覃碱是从毒覃鬼笔鹅膏中分离出的一个八肽化合物。它抑制真核细胞的RNA聚合酶I但对细菌的RNA聚合酶抑制作用极微弱。
什么是基因突变?突变的分子基础是什么?
四种碱基中的任何一种均可发生互变异构,在作为模板时可引起互补碱基的改变。如当胸腺嘧啶以正常形式(即酮基型)为模板时,配对的互补碱基为腺嘌呤;当前者变为烯醇型结构时,通过氢键配对的碱基可变为鸟嘌呤。细菌自发突变的发生原因可能是宇宙间普遍存在的短波辐射、热及自然界存在的一些具有致突变作用的物质。人工应用理化因素可诱发突变者称为诱变剂。化学诱变剂包括核苷酸碱基的类似物如分子结构类似胸腺嘧啶的5-溴尿嘧啶。烷化剂可改变碱基的化学结构也是诱变剂。吖啶类染料可螯合入dna的碱基对之间,引起DNA在复制过程中出现碱基对的插入或缺失。紫外线与x线是常用的物理诱变剂。紫外线可使邻近的胸原嘧啶构成双体,引起DNA结构的变化而致突变。
测定方法
基因突变是指基因组DNA分子发生的突然的可遗传的变异。从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
分子基础:
一、自发突变(spontaneous mutation)
自发突变可能由复制错误、DNA损伤和转座作用等引起。
1.DNA复制错误(errors of DNA replication)
DNA碱基有互变异构体,造成DNA复制过程中的DNA错配。
(1)转换:Purine→ Pu;或者 Pyrimidine→ Py
(2)颠换:Pu →Py; 或者Py→Pu
(3)移码突变:增加或减少几个碱基,导致蛋白质翻译错位。
(4)缺失和重复:大片段碱基的缺失或重复,如E.coli乳糖发酵调节基因lacⅠ中四碱基重复序列。
野生型: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGC-3’
突变型FS5: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3’
突变型FS2: 5‘-GTCTGGCTGGC-3’
2、DNA损伤(lesions)
(1)脱嘌呤 由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受到破坏,从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNA分子上脱落下来.
(2)脱氨基 C脱氨基变成U;A脱氨基变成H,:
A A?T →→ → H-T→→→ H-C→→→ H-C
↘→A-T ↘→G-C
B G?C →→ → G-U→→→ A-U→→→A-U
↘→G-C ↘→A-T
造成转换
(3)氧化损伤(oxidative lesions): O2- OH- H2O2
可对DNA造成损伤
二、诱发突变(induced mutaion)
多种理化因素都可以诱导DNA的突变:
1、诱变机制
(1)碱基类似物 例:5-BU 和5-BrdU是胸腺嘧啶(T)的结构类似物,酮式结构易与A配对;烯醇式结构易与G配对。另有2-氨基嘌呤(2-AP, A类似物)、5- 氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶等。
(2) 特异性错配 例烷化剂: 甲磺酸乙酯(EMS)、亚硝基胍( NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。
如:G-C; 当G烷基化后可与T配对,导致碱基转换。
或者烷化剂使嘌呤脱落,造成转换、颠换、断裂或其他突变
子 (3) 嵌合剂的致突作用
例 .吖啶类染料: 吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的类似物,易造成移码突变。
(4) 辐射诱导效应
①紫外线UV:形成嘧啶二聚体,如T二聚体,①同一条单链内,影响复制时与A的配对,使复制中止;②双链之间,影响双链变性,并影响复制。
重复、缺失、移码突变
②电离辐射:如X-ray、可引起碱基的降解或脱落,A变成H;C变成T,出现转换。
物理——物理化学——生物化学——大分子损伤
ⅴ黄曲霉的作用
使鸟嘌呤G脱落,SOS修复引入A, 造成突变。
2、碱基替换的遗传效应
(ⅰ) 同义突变(samesense mutation)不改变氨基酸的密码子变化,与密码子的兼并性有关. 如GAU/GAC—Asp.
(ⅱ) 错义突变(missense mutation) 碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变.
(ⅲ) 无义突变(nonsense mutation)编码区的单碱基突变导致终止密码子(UAG/UGA/UAA)的形成, 使 mRNA的翻译提前终止, 形成不完全的肽链.
如镰刀型贫血症:血红蛋白B链(146Aa),6号氨基酸的替换, 导致明显的表型症状。Glu→Val, 若Glu →Asp则影响较小。
3、码突变及其产生
在基因的外显子中插入或缺失1, 2或4个核苷酸,使阅读信息发生错位,从而使翻译的蛋白质序列与原来完全不同. eg. E.coli中乳糖发酵的调节基因(lacⅠ):
野生型: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGC-3’
移码突变Ⅰ: 5‘-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3’
移码突变 Ⅱ: 5‘-GTCTGGCTGGC-3’
4、突变热点和增变基因
基因中某些位点比其它位点突变率高,称突变热点。
例 分析T4-Phage r Ⅱ基因1500个突变体: r ⅡA (1800bp)有200个位点; r ⅡB (850bp)有108个位点 。
形成原因:
(1)、 5-MeC的存在,5-甲基胞嘧啶(MeC)脱氨基后变成T, 使G-C部位转变成A-T部位;
(2)短的重复序列的存在,容易配对错位,造成重复或缺失
(3)与诱变剂类型有关,不同诱变剂出现不同的热点。
( 4)增变基因(mutator gene):该基因的突变会使整个基因组的突变频率增高,例 A. DNA多聚酶基因,突变后使多聚酶的3’ → 5’校正功能降低或丧失,使基因组突变频率增高;
B. dam基因,突变后使碱基的错配修复功能降低或丧失,使基因组突变频率增高。
三、诱变与肿瘤
肿瘤的形成与否取决于机体中癌基因和抑癌基因的平衡,抑癌基因突变会致癌。一些诱变剂可以特异性的诱导抑癌基因突变,导致肿瘤发生。eg. 黄曲霉素、UV(ultraviolet)等。
黄曲霉素可诱导P53基因G → T颠换,导致肝癌的发生;
UV可诱导P53基因5’ -TC-3’发生C → T颠换,形成“T二聚体”,导致人类鳞状细胞皮肤癌的发生。
四、定点诱变
定义:利用人工合成的寡核苷酸,在离体的条件下,制造基因中任何部位的位点特异性突变的技术。
反义遗传学(reverse genetics):合成—连接(单链M13)—复制—转化—检测
铼通常采取光度法、极谱法和ICP-MS法等进行测定。
光度法测铼的试剂很多,特别是三苯甲烷、噻嗪、吖啶类染料以及肟类、含硫基的有机试剂等均能与Re7+或Re4+形成有色配合物,大部分可被有机溶剂所萃取,一定量的钼不干扰测定。经萃取分离后的有机相有很深的颜色并与浓度成正比,可直接进行铼的光度法测定。
有关试剂的测试条件及灵敏度列于表62.19中。
表62.19 一些光度法测定铼的灵敏度比较
续表
肟类有机显色剂需预先将ReO-4与其他元素分离,再以氯化亚锡还原为Re(Ⅳ),然后显色测定。
62.5.3.1 萃取分离-硫氰酸盐光度法
方法提要
试样经氧化镁烧结分解,水浸取,大量Fe、Mo、W、Nb、V、Ca、Mg、Al、Bi、Mn、Ag、Zn、Ni、Co、Cr、Sn、Cu、Te等不进入溶液或不干扰铼的测定。在酒石酸存在下,调节pH8~9,用氯化四苯胂-三氯甲基烷萃取分离高铼酸,可进一步分离V、W、Mo、Nb、Cu、Cr等干扰离子。
将三氯甲烷分出后置水浴上蒸干,以6mol/LHCl溶解高铼酸盐,以二氯化锡还原,硫氰酸盐显色,乙酸丁酯萃取,有机相于分光光度计430nm波长处,测量吸光度测定铼量。本方法适用于稀有和有色金属等一般矿石和岩石中铼含量的测定,也适用于钨矿石中铼量的测定。测定范围w(Re):(1~300)×10-6。
仪器
分光光度计。
试剂
氧化镁。
酒石酸。
盐酸
过氧化氢。
氢氧化铵。
三氯甲烷。
乙酸丁酯。
碳酸氢钠溶液(100g/L)。
氯化四苯胂(TPAC)溶液(20g/L)。
氯化钠溶液(100g/L)。
硫氰酸钾溶液(250g/L)。
二氯化锡溶液(350g/L)在(1+1)HCl中投入一定量颗锡粒,贮于棕色瓶中。
铼标准储备溶液ρ(Re)=50.0μg/mL称取10.00mg高纯金属铼于100mL烧杯中,加20mL(1+1)氢氧化铵,5mLH2O2,置水浴上溶解并蒸干,加少量水温热溶解,移入200mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
铼标准溶液ρ(Re)=5.0μg/mL用水稀释铼标准储备溶液制得。
酚酞指示剂(10g/L)乙醇溶液。
校准曲线
曲线A:分取0mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL铼标准溶液。曲线B:分取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL铼标准溶液,分别置于一组25mL带塞比色管中,补加水至8mL,加8mLHCl、混匀。加入1.5mLKSCN溶液,1.5mLSnCl2溶液(每加一次试剂都混匀),放置20min后,加入6.0mL(曲线A)或10.0mL(曲线B)乙酸丁酯,振摇15min,放置分层后,取有机显色液于分光光度计上,在波长430nm处,用3cm(曲线A)或2cm(曲线B)比色皿,以乙酸丁酯作参比测量吸光度,绘制校准曲线。
分析步骤
根据铼的含量,称取0.1~2g(精确至0.0001g)试样。铼量小于5×10-6,称取2g;5×10-6~30×10-6,称取1g;30×10-6~60×10-6,称取0.5g;大于60×10-6,则称取0.1~0.3g。也可用萃取剂体积进行调节。将试样置于预先盛有2gMgO的20mL瓷坩埚中(称取1g试样增加2gMgO),搅拌均匀,再覆盖约0.5gMgO,置于高温炉中由低温逐渐升温至(630±20)℃保持2h,取出冷却。
将烧结物倒入已盛有4~5滴H2O2的100mL烧杯中,以热水洗坩埚数次,洗液倒入烧杯用水冲稀至50mL体积左右(浸出体积不宜太小,煮沸后体积约有30mL即可),盖上表面皿,置电炉上煮沸10min,再移在低温控温电热板上保温2h,使溶液清澈后取下冷却。沉淀用中速滤纸过滤,滤液以100mL烧杯承接,沉淀用水洗5~6次。
滤液置控温电热板上蒸发至约10mL,加入1g酒石酸,取下,加1滴酚酞指示剂,用(1+1)氢氧化铵中和至溶液变红,用少量水移入已盛有2mLNaHCO3溶液的60mL分液漏斗中,体积控制为20mL,加入1mLTPAC溶液,10mL三氯甲烷,萃取2min,静置分层,用干滤纸条擦净漏斗颈部存在的水珠,小心地将三氯甲烷放入20mL干烧杯中。向水相中再加5mL三氯甲烷,萃取2min,同法将三氯甲烷合并入20mL烧杯中,加入0.1mLNaCl溶液,置沸水浴上蒸干。加入6mL(1+1)HCl,继续置沸水浴上加热5min,取下冷却。用10mL(1+1)HCl将烧杯内溶液移入25mL带塞比色管中,混匀。以下按校准曲线进行测定。
铼含量的计算参见式(62.2)。
62.5.3.2 环己酮萃取分离-α-糠偶酰二肟光度法
方法提要
试样经氧化镁烧结,热水浸取,大部分元素得到分离。微克量的钼、铋、砷、铅、镍等干扰元素,可用环己酮在碱性溶液中萃取分离。微量高铼酸在4.2~5mol/LH2SO4介质中被氯化亚锡还原为四价,四价铼可催化α-糠偶酰二肟的酸解,产生α-糠偶酰二酮。在320nm处有一新吸收峰(加入柠檬酸可促进催化反应),可检出0.005~0.06μg/mLRe。本方法适用于稀有和有色金属等一般矿石和岩石中铼含量的测定,测定范围w(Re):(0.01~100)×10-6。
仪器
分光光度计。
试剂
氧化镁。
过氧化氢。
硫酸c(1/2H2SO4)=12.5mol/L。
环己酮。
三氯甲烷。
氢氧化钠溶液(200g/L)。
硫酸钠溶液(100g/L)。
柠檬酸溶液(192g/L)。
α-糠偶酰二肟溶液0.4gα-糠偶酰二肟溶于100mL乙醇。
氯化亚锡溶液称取0.7gSnCl2·2H2O于200mL烧杯中,加约30mL水,边搅拌边缓慢加入42mLH2SO4,待氯化亚锡全部溶解后移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
铼标准储备溶液ρ(Re)=50.0μg/mL称取25.00mg金属铼置于50mL烧杯中,加入5mLHNO3,5mL(1+1)H2SO4,在控温电热板上加热溶解,蒸发至2~3mL,用水吹洗杯壁,再蒸发至硝酸全部除尽。用水移入500mL容量瓶中并稀释至刻度,混匀。
铼标准溶液ρ(Re)=1.0μg/mL用水稀释铼标准储备溶液制备。
校准曲线
分取0.00mL、0.05mL、0.10mL、0.20mL、0.40mL、0.60mL铼标准溶液置于一组50mL分液漏斗中,加入5mLNaOH溶液、5mLNa2SO4溶液、10mL环己酮,萃取1min,静置分层后弃去水相。往有机相中加10mL水和10mL三氯甲烷,反萃取1min,分层后弃去有机相。水相放入50mL烧杯中,加0.5mL12.5mol/LH2SO4、数滴过氧化氢,置水浴上蒸发至1~2mL,反复加过氧化氢至**褪去,用水吹洗杯壁,蒸发至水分及过氧化氢完全逸出。
取下冷却,加2.5mL水、1mL柠檬酸溶液,用少量水将溶液移入10mL比色管中,加2mL2.5mol/LH2SO4,冷却,加2.5mLα-糠偶酰二肟溶液、1.5mLSnCl2溶液,用水稀释至刻度,混匀,放置过夜(温度应不低于20℃),次日于分光光度计上,在波长380nm处测量吸光度,绘制校准曲线。
分析步骤
称取0.5~1g(精确至0.0001g)试样,置于已盛有3gMgO的瓷坩埚中,搅匀,再覆盖约1g,置高温炉中由低温升至700℃保持2h,取出冷却。用热水浸取,加数滴过氧化氢,煮沸30min,用中速滤纸过滤于100mL容量瓶中,用水洗烧杯及沉淀数次,并稀释至刻度,混匀。
分取20.00mL上述溶液于100mL烧杯中,在控温电热板上蒸发至近干,取下,加入5mLNaOH溶液,5mLNa2SO4溶液,移入50mL分液漏斗中,总体积为10mL左右。向分液漏斗中加10.0mL环己酮,萃取1min,以下按校准曲线进行测定。
铼含量的计算参见式(62.1)。
注意事项
烧结过程中,应经常开启炉门,以便充分氧化。
62.5.3.3 苯萃取-丁基罗丹明B光度法
方法提要
试样经氧化镁烧结,热水浸取。在2~3mol/LH3PO4介质中,高铼酸与丁基罗丹明B形成橙红色配合物,可用苯萃取铼的有色配合物,最大吸收峰在565nm波长处,摩尔吸光系数为4×104,借以进行光度法测定。本方法适用于稀有和有色金属等一般矿石和岩石中铼量的测定。测定范围w(Re):(1~300)×10-6。
仪器
分光光度计。
试剂
氧化镁。
磷酸。
氢氧化铵。
苯。
丁基罗丹明B溶液0.1g丁基罗丹明B溶于100mL水中。
铼标准溶液ρ(Re)=5.0μg/mL配制见62.5.3.1萃取分离-硫氰酸盐光度法。
校准曲线
分取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL铼标准溶液于一组25mL比色管中,加4mL(1+1)H3PO4,加水稀释至10mL,加入1mL丁基罗丹明B溶液,混匀。准确加入5.0mL苯,萃取1min,静置分层后,在分光光度计上,于560nm波长处,用1cm比色皿测量吸光度,绘制校准曲线。
分析步骤
根据试样中铼的含量,称取0.5~1g(精确至0.0002g)试样置于事先盛有3gMgO的瓷坩埚中,充分搅匀,表面再盖一层,放入高温炉中,逐渐升高温度650~700℃,保持2h,取出冷却。将烧结物移入150mL烧杯中,用40~50mL水浸取,加热煮沸10min,稍冷后进行过滤,用水洗烧杯及滤纸各3次,将滤液加热浓缩至10mL左右,取下稍冷,加4mL(1+1)H3PO4,继续加热蒸发至体积小于10mL,移入25mL比色管中,用水洗烧杯2次,加水稀释至10mL。以下按校准曲线进行测定。
铼含量的计算参见式(62.2)。
注意事项
1)氧化镁纯度对空白影响很大,使用前应进行实验选择。烧结过程中,应稍开启炉门,以充分氧化。
2)显色时的磷酸浓度:铼含量低时,以0.3~1mol/L为宜,大于此酸度,色泽显著降低,小于此酸度,空白稍带颜色,最好控制在0.5~1mol/L。铼含量高时,可提高适当酸度。
3)汞、硝酸根、碘离子,高价锰以及其他氧化剂能与丁基罗丹明B显色,应除去。
4)大于0.1mg的钨、钒和铬影响测定;可分别采用酒石酸、抗坏血酸消除汞、硝酸根、碘离子。
62.5.3.4 催化光度法
方法提要
高铼酸盐可催化氯化亚锡还原碲酸钠成单质碲,在一定时间内所还原的碲量与铼量的浓度成正比,加入保护胶,碲呈棕黑色胶体存在于溶液中,于波长530~570nm,可用作光度法测定。
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
此反应若无高铼酸或其盐类存在时,在相当长的时间内是不会进行的。采用标准加入法,本法可测定0.001~0.1μg/mL铼。
仪器
分光光度计。
试剂
氧化镁。
三氯甲烷。
氢氧化钠溶液(200g/L)。
8-羟基喹啉溶液(25g/L)称取5g8-羟基喹啉于26mL(36+64)乙酸及适量水中,加热使之溶解,用水稀释至200mL。
氯化亚锡溶液(375g/L)称取37.5gSnCl2·2H2O溶于100mLHCl中。
混合液氯化亚锡溶液-500g/L酒石酸-浓盐酸-40g/L聚二烯醇(1+2+2+5)。
碲酸钠(5g/L)称取0.5gNa2TeO4加入5mLHCl及少量水溶解后稀释至100mL。
铼标准溶液ρ(Re)=50.0μg/mL配制见62.5.3.1萃取分离-硫氰酸盐光度法。然后配制铼含量为10.0μg/mL、1.0μg/mL、0.10μg/mL、0.050μg/mL、0.010μg/mL、0.005μg/mL、0.001μg/mL的系列。
酚酞指示剂(10g/L)乙醇溶液。
分析步骤
称取0.2~2g(精确至0.0001g)试样,置于预先铺有0.5~3.0gMgO的瓷坩埚中,充分搅匀,放入高温炉中逐渐升温到650℃,并在此温度下保持2h。取出冷却,用30~40mL热水将内容物移入150mL烧杯中,并洗净坩埚,加盖表面皿,在低温电热板上煮沸15~20min并保温至溶液清澈。取下稍冷,用中速滤纸过滤,用水洗烧杯及沉淀各3~4次,沉淀弃去。滤液收集在100mL烧杯中,在电热板上蒸发至5mL左右,将溶液移入50mL分液漏斗中(如有白色沉淀,可用小张滤纸或玻璃棉过滤除去),加入1滴酚酞,如溶液呈红色,则用(5+95)HCl调至红色恰好褪去,再加入2滴氢氧化钠溶液、1mL8-羟基喹啉溶液,混匀后放置5min。加入8mL三氯甲烷,剧烈振荡0.5min,待静置分层后,放出三氯甲烷。补加2滴氢氧化钠及0.5mL8-羟基喹啉,再加入8mL三氯甲烷,如此进行第二次和第三次萃取,然后再用5mL三氯甲烷萃取2次以除尽残留的8-羟基喹啉。各次有机相均弃去。将水相移入100mL烧杯中,分液漏斗用少量水洗2~3次,将合并的水溶液置低温电热板上蒸发至3~5mL,移入10mL容量瓶中,稀释至刻度,混匀(母液)。
吸取2.0mL母液4份,分别放入10mL比色管中,为A、B、C、D,另再取空白1份为E。再向B、C、D中分别加入相当于试液含铼量的0.7倍、1.4倍、2.1倍的铼标准溶液。向5支比色管中加水使溶液体积各为4.0mL,加入1mL混合液,混匀。放置使5支比色管中溶液的温度一致,分别加入1mL碲酸钠溶液并立即混匀。放置,待溶液出现适当的棕色即可于430~470nm处测量吸光度。测量时应严格控制每支比色管从加入碲酸钠起到比色读数的那一段时间间隔相一致。如室温较低,可置于45℃水浴上显色。
按下式计算试样中铼的含量:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:w(Re)为试样铼的质量分数,μg/g;mRe为试样中的铼量,μg;m为称取试样的质量,g;a、2a、3a为分别向比色管B、C、D中加入铼标准的质量,μg;A、A1、A2、A3、A0分别为比色管A、B、C、D、E溶液的比色读数。
加入铼标准的量(a)应与试样中铼量比例适当,此值可由该矿区的钼、铼比求得,也可吸取1mL母液作单份比色测定,求得铼的大致含量。
注意事项
铜、汞、锗、锡、铅、锑、铋、砷、钌、锇在100μg内无影响,钼及钨的干扰用酒石酸消除;钼对碲的还原亦有微弱的催化作用,可用硫化物分离后测定或用8-羟基喹啉-氯仿萃取分离钼。硝酸抑制反应,其他酸影响颜色强度,故采用标准加入法。
62.5.3.5 亚硫酸钠底液极谱法
方法提要
试样经氧化镁烧结,水提取,铼呈铼酸盐溶解于溶液中,而留在沉淀中的大部分共生元素分离。在6~10g/LNa2SO3溶液中,铼呈现良好的极谱波,半波电位为-1.59V(对饱和甘汞电极)。铼含量在0.2~4.0μg/mL之间,波高与浓度呈线性关系。
铬大于铼5倍时影响测定。本方法可以测定0.0001%以上的铼。
仪器
示波极谱仪。
试剂
氧化镁。
亚硫酸钠溶液(200g/L)。
铼标准储备溶液ρ(Re)=100.0μg/mL称取0.1000g高纯金属铼置于烧杯中,加入5mLHNO3,置于水浴中加热溶解,然后用5mLHCl逐HNO3,重复3次。蒸发至3mL左右,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。用时逐级稀释至所需要的浓度。
校准曲线
取6份烧结过的氧化镁(与试样同时进行),用20mL热水转入100mL烧杯中,分别加入含铼0μg、10μg、20μg、…、200μg的铼标准溶液,煮沸10min,冷却后移入已盛有20mLNa2SO3溶液的一组50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,放置澄清。分取部分上层清液,置于电解池中,起始电位为-1.3V,用示波极谱进行测定。绘制标准曲线。
分析步骤
称取0.1~2g(精确至0.0001g)试样,置于瓷坩埚中,加入2g粉状氧化镁,充分搅匀,再覆盖一层。置于高温炉中,逐渐升温到700℃烧结2h。取出冷却后,用20mL热水将烧结物移入100mL烧杯中,煮沸10min,以下操作同校准曲线。
铼含量的计算参见式(62.2)。
注意事项
在硫酸-硫酸钠底液中,有硫酸羟胺存在下,铼-碲催化体系既可以用来测定碲,同时可以测定微量铼。此外,在盐酸-二乙基二硫代氨基甲酸钠、硫酸-甲基醛-铜-碲、盐酸-硫氰酸钾-α-糠偶醛二肟等介质中,铼也能产生灵敏的催化波。有的体系灵敏度较高,检测下限能达到0.00xμg/mLRe。
62.5.3.6 硫酸-EDTA-聚乙烯醇-二苯胍底液催化极谱法
方法提要
试样经氧化镁烧结后,水提取,过滤。在硫酸-EDTA-聚乙烯醇底液中,加入适量二苯胍,可使铼的催化波大为提高,检出量可达0.001μg/mL。于电位-0.50V~-0.8V处,作导数极谱图。本方法适用于稀有和有色金属等一般矿石和岩石中铼含量的测定。测定范围w(Re):(0.01~100)×106。
试剂
氧化镁。
硫酸。
聚乙烯醇溶液(1g/L)。
二苯胍溶液(1g/L)加1滴(1+1)H2SO4。
碲溶液ρ(Te)=10.0μg/mL称取0.2500g金属碲于50mL烧杯中,加10mLHNO3,在水浴上加热溶解,然后加5mLH2SO4,蒸发至3mL,冷却,用水移入250mL容量瓶并稀释至刻度,混匀。再用水稀释至要求浓度。
混合底液称取3g盐酸羟胺,0.6gEDTA,用水溶解后,加40mL(1+1)H2SO4,然后依次加入7.5mL碲溶液、4mL聚乙烯醇溶液、15g抗坏血酸、2mL二苯胍溶液,用水稀释至100mL,混匀。现用现配。
铼标准溶液ρ(Re)=0.50μg/mL配制方法见62.5.3.2环己酮萃取分离-α-糠偶酰二肟光度法。
仪器
极谱仪(带导数部分)。
校准曲线
取0.00mL、0.20mL、0.60mL、1.00mL、4.00mL、8.00mL、12.00mL、16.00mL铼标准溶液或0mL、0.20mL、0.60mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL铼标准溶液,分别置于一组50mL烧杯中,置控温电热板上,加热蒸干,加入10.0mL混合底液微热溶解盐类,放置20min后,于极谱仪上,电位-0.5V~-0.8V处,作导数极谱图。绘制校准曲线。
分析步骤
根据试样中铼的含量,称取0.1~1g(精确至0.0001g)试样,置于已盛有2~3gMgO的瓷坩埚中,搅匀后再覆盖一层,置于高温炉中,逐渐升温至700℃,保持2h,取出冷却,置100mL烧杯中,加入30mL热水,加热煮沸5~10min。将溶液过滤于100mL烧杯中,用水洗烧杯和沉淀数次。滤液置控温电热板上加热蒸干,加入10.0mL混合底液微热溶解盐类,以下按校准曲线进行测定。
铼含量的计算参见式(62.2)。
注意事项
1)在烧结过程中,应稍开启炉门,以便充分氧化。
2)铼的催化波在4h内稳定性良好。碲量的多少影响铼催化波的波高,因此底液必须加准,10mL底液中含7.5μg碲为最佳量。二苯胍的加入能促使铼的催化波增高,加入量也应适当,过量反而使波高下降。
62.5.3.7 硫氰酸钾-α-糠偶酰二肟-盐酸底液催化极谱法
方法提要
试样经氧化镁烧结,热水浸取。在0.48mol/LHCl-3g/LSnCl2-0.5g/LKSCN-0.2g/Lα-糠偶酰二肟-!=0.008%丙酮体系中,铼在-0.93V处产生一灵敏的催化波,在0.1~0.8μg/mL铼浓度范围内,峰电流与浓度呈线性关系。本方法适用于稀有、有色金属等一般矿石和岩石中铼含量的测定。测定范围w(Re):(1~100)×10-6。
仪器
示波极谱仪。
试剂
氧化镁。
丙酮。
盐酸。
二氯化锡溶液(150g/L)溶于(1+4)HCl。
硫氰酸钾溶液(25g/L)。
α-糠偶酰二肟溶液0.5gα-糠偶酰二肟溶于100mL(5+95)乙醇溶液。
铼标准溶液ρ(Re)=10.0μg/mL称取0.1000g(精确至0.0001g)高纯金属铼于100mL烧杯中,加5mLHNO3,置水浴上溶解,加5~8mLHCl,赶去剩余的硝酸,重复3次,最后剩3mL左右,取下,用水移入1000mL容量瓶中并稀释至刻度,混匀。吸取20.00mL于200mL容量瓶中,用水稀释到刻度,混匀。
校准曲线
分取0mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、3.00mL、5.00mL铼标准溶液,分别置于一组25mL容量瓶中,用水稀释至10mL左右,加入2mL(1+1)HCl、0.5mLSnCl2溶液、0.5mLKSCN溶液、1mLα-糠偶酰二肟溶液、4滴丙酮,用水稀释至刻度,混匀。将溶液倒入电解池中,用示波极谱仪导数部分,-0.93V处测量峰电流,绘制校准曲线。
分析步骤
称取0.5~2g(精确至0.0001g)试样,置于预先盛有3~5gMgO的瓷坩埚中,充分搅匀,表面再覆盖一层,置高温炉中,从低温逐渐升至700℃并保持2h,取出冷却。将烧结物移入100mL烧杯中,用40mL热水浸取并煮沸3~5min,冷却。移入50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,放置澄清。
分取5.0~10.0mL清液于25mL容量瓶中,加入2mL(1+1)HCl,以下按校准曲线进行测定。
铼含量的计算参见式(62.1)。
注意事项
1)在烧结过程中,应稍开启炉门,以便充分氧化。
2)每加一种试剂均须混匀,低价铼只有在低酸度介质中与α-糠偶酰二肟、硫氰酸盐形成电活性配合物,可允许一定量EDTA、酒石酸、草酸等存在。
62.5.3.8 电感耦合等离子体质谱法
方法提要
采用氧化镁半熔法、过氧化钠熔融-丙酮萃取法或硝酸分解法处理试样,等离子体质谱法测定铼。一般ICP-MS的仪器检出限为0.001ng/mL,根据各种前处理方法的稀释倍数,并考虑到基体、空白等因素,对试样的测定限为w(Re):(0.2~2)×10-6。
仪器
等离子体质谱仪。
试剂
氧化镁。
过氧化钠。
丙酮。
硝酸。
过氧化氢。
氢氧化钠溶液(250g/L)。
铼标准储备溶液ρ(Re)=100.0μg/mL称取0.14406g高纯铼酸铵(NH4ReO4)置于烧杯内,溶于水中,移入1000mL容量瓶内,用水稀释至刻度,摇匀。
铼标准溶液ρ(Re)=20.0ng/mL由铼标准溶液稀释配制。
铱内标溶液ρ(Ir)=20.0ng/mL。
分析步骤
(1)试样处理
a.氧化镁半熔法。称取0.5g(精确至0.0001g)试样置于瓷坩埚中,加入1.5gMgO,搅拌均匀,再覆盖0.5g,放入高温炉,逐渐升温至700℃,焙烧时炉门开一缝,使加入空气以促进铼的氧化。保持1h后,取出冷却,将坩埚内半熔物转入150mL烧杯中,用50mL热水浸取。煮沸1h,冷却。转入50mL容量瓶,用水稀释至刻度,摇匀,放置。取上清液干过滤后上机测定。
b.过氧化钠熔融-丙酮萃取法。称取0.5g(精确至0.0001g)试样,置于高铝坩埚中,加入3gNa2O2,搅匀,再覆盖一层,置于高温炉中,在700℃熔融10min,取出冷却,将坩埚置于烧杯中,加30mL热水提取,洗出坩埚,冷却后将碱性试样溶液和沉淀一并转入120mLTeflon分液漏斗中,补加氢氧化钠溶液至浓度约为5mol/L。加入10mL丙酮萃取Re,振荡1min,静止分层(如沉淀太多,需多加氢氧化钠溶液,转入50mL离心管离心,将上清液转入分液漏斗进行分相)。弃去下层水相和沉淀,加2mLNaOH溶液到分液漏斗中。振荡1min,进一步洗去丙酮相中的杂质,弃去下层水相。将丙酮相转入50mL离心管中,离心10min,用滴管取出上部丙酮到已加有2mL水的100mLTeflon烧杯中(这一次离心是为了保证丙酮相不会夹杂碱液,防止以后溶液含盐量过高而导致雾化器堵塞)。在电热板上加热,开始保持约50℃,待丙酮蒸发完后,升高电热板温度到120℃,继续加热溶液至干。用0.5mLHNO3中和溶解残渣。有时HNO3提取液呈**,可能是丙酮的降解产物,反复加热近干并滴加H2O2和HNO3,可使溶液清亮无色,最终转入10mL比色管,用水稀释至刻度,摇匀,待上机测定。
c.硝酸分解法(适用于硫化矿物)。称取10~50mg试样,置于小烧杯中,加入5~10mLHNO3,盖上表面皿,于低温电热板加热至沸腾。继续加热至试样逐渐形成白色钼酸沉淀。去盖,继续加热至仅余约0.5mL溶液,加少量水加热,转入10mL比色管,用水稀释至刻度,摇匀。放置澄清后取上清液上机沉淀。
(2)上机测定
选用常规的ICP-MS工作参数继续测定。
测定同位素为185Re,内标为193Ir。以高纯水为低点、铼标准溶液为高点进行仪器校准,然后测定试样溶液。内标溶液在测定空白溶液、标准溶液和试样溶液时由三通导入ICP仪器。
注意事项
1)半熔法在焙烧过程中铼可能有少量挥发损失,结果略偏低,含量很低时可能偏低约10%。
2)半熔法处理试样不可选用187Re作为测定同位素,因为含铼试样中往往含有由铼衰变产生的放射性187Os,会对187Re的测定形成干扰。另两种处理方法因锇已被分离,不存在此问题。
3)用丙酮萃取铼的问题。丙酮与水混溶,当氢氧化钠浓度大于2mol/L时,丙酮与碱溶液分成两相。5mol/LNaOH时分相界面清晰。在碱性介质中大部分金属氢氧化物沉淀而得到分离。试样基体中的Mo、Fe、Ni、Cu、As等元素基本不被萃取。在当前所有Re的溶剂萃取方法中丙酮萃取方法较为简单快速并具有广泛的适用性。只需做一次萃取,不用反萃步骤,就可以把铼从辉钼矿、橄榄岩、玄武岩、黑色页岩、油页岩、黄铁矿、黄铜矿、铬铁矿、毒砂等基体中快速分离。
参 考 文 献
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