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现代分析测试中心实验室开放管理办法
&&&&&&& 实验室面向学生开放是学校培养拔尖创新人才的客观要求，对培养学生的创新意识、创新精神和科学
研究能力起到极为重要的作用。为推进中心所属实验室全面开放，根据《中南大学关于进一步推进实验室
向本科生开放的若干规定》文件精神和中心实际，特制定本管理办法。
&&&&&&& 一、开放目的
&&&&&&& 1、拓展学生进行实验活动的条件和环境，调动和激发学生学习的主动性和积极性，使学生有独立思考、
自由探索、自主学习的时间和空间，真正做到因材施教，培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。
&&&&&&& 2、充分挖掘技术人员与仪器设备的潜力，实现资源的充分共享和效益的最大发挥。
&&&&&&& 二、开放实验室
&&&&&&& 1、实验室要积极创造条件，力争所属设备面向学生开放。
&&&&&&& 2、实验室要根据学校要求，制定开放安全管理制度。
&&&&&&& 3、实验室要明确开放项目负责人，做到责、权、利到位。
&&&&&&& 三、开放时间
&&&&&&& 1、教学计划内外实验项目开放时间：周一至周五8:00-22:00。
&&&&&&& 2、一般情况下，提前两周预约实验时间。
&&&&&&& 3、鼓励各实验室通过规范管理，实行24小时开放。
&&&&&&& 四、开放内容
&&&&&& 实验室开放内容要贯彻&因材施教、讲求实效&的原则，根据不同层次、不同学科学生的知识结构、能
力水平等情况，确定开放内容，实验室开放内容可分为以下几种类型：
&&&&&&& 1、学校教学计划内的实验实践项目；
&&&&&&& 2、各类学科竞赛培训；
&&&&&&& 3、学生创新训练、自由探索计划项目；
&&&&&&& 4、实验室拟定的培养学生创新能力的项目；
&&&&&&& 5、学生自主操作技能培训。
&&&&&&& 五、开放实施与管理
&&&&&&& 1、每学期开学前，各实验室要将开放项目、开放要求、开放时间和地点等情况向学生公布，并根据预
约学生人数的多少和实验内容提前做好各项准备工作。
&&&&&&& 2、所有开放项目，须经本科生院认可，由申请人填写《现代分析测试中心开放实验申请表》（可从中
心网页&资源下载&中下载），交中心办公室登记备案后，由各实验室具体实施。
&&&&&&& 3、相关实验室负责人要仔细审阅&申请书&，签署意见时要明确给出能否满足申请人要求、何时安
排实验、具体执行人等信息。
&&&&&&& 4、中心列出专项经费优先保证实验室开放的材料消耗和实验室运行。
&&&&&&& 5、涉及大型贵重仪器使用，须严格培训和考核，通过考核获得上机资格后方能操作。
&&&&&&& 6、根据实验项目的性质和执行情况由中心和本科生院核定开放工作量。
&&&&&&& 7、实验室自拟的实验项目（含虚拟实验项目）应先报中心和本科生院确认并核定学分数，学生参加该
类开放实验项目达到预期实验目的者，由指导教师和中心审定后，学生可获学校认可的课外研学学分。
&&&&&&& 8、开放类型属第1~2类者，教师或实验技术人员的酬金，由学生所属的院系和中心共同负责筹措并解
决；开放类型属第3类者，由学生从项目经费中支付实验成本费用；开放类型属第4~5类者，由中心负责筹措
&&&&&&& 9、对于在实验室开放工作以及培养学生创新能力方面成效突出的指导教师和实验技术人员，中心将给
予奖励且优先推荐其参评学校实验室工作先进个人和贵重仪器设备管理先进个人；对于开放实验室，中心将
在改善实验室设备条件等方面予以倾斜。
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 现代分析测试中心开放实验申请表
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&&&&&&&&&&&&&&&&& 类别& && && && &&
&&&&&& 本科生□
学院、专业、班级
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&&&&& 申请日期
&&&&&&&教学计划实验
竞赛培训 □
创新训练、自由探索计划 □
&&&&&&&实验室拟定项目 □
自主操作技能培训 □
所需仪器设备
开放日期及
二级学院意见
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 年 && 月 & 日
实验室意见
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 现代分析测试中心首批开放内容一览表
联系人、电话
&&&&&&&&& 李老师
注：相应的实验指导书如下：& & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & &
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&MTS岩石混凝土三轴测试系统操作培训实验指导书
一、实验目的
1. 熟悉MTS 815型试验机的主要结构和工作原理
2. 了解Station Manager系统站点控制台软件的常用操作
3. 掌握BTW控制软件的设置和使用
4. 掌握岩石类样品三轴试验的完整测试过程
5、熟悉利用获取的原始数据进行相关的数据处理和分析
二、实验用仪器
815型岩石混凝土三轴试验机
材料是人类生存和生活的物质基础，人类社会发展的历史表明，生产技术的进步和生活水平的提高与新材料的发展息息相关。每一种新材料的出现和应用，都会使社会生产和生活发生重大的变化，并有利的推动着人类文明的进步。金属、非金属、高温合金、高分子化合物、复合材料等若要达到物尽其用，就必须知道其物理力学性能，试验机便是用于测量材料物理力学性能的首选仪器和必备工具。
材料试验机是一种集光、电、机、液和计算机技术与一体的高技术产品。随着人类科学技术的迅猛发展，各行各业对试验机产品的需求持续增长，试验机生产制造水平和测试技术有了很大程度的提高。近几年，合金材料、聚合物材料、陶瓷材料、复合材料、超导材料等新材料的开发与使用，极大地拓展了试验机的应用领域。
目前，材料试验机主要针对材料的强度、刚度、硬度、弹性、塑性、韧性、延性、表面与内部缺陷等参数进行力学性能测试和分析研究，可以广泛地应于在矿企业、计量部门、科研院所的现场和实验室，具体领域涉及到航天航空、机械制造、石油化工、食品、医药包装、车辆制造、电线电缆、纺织纤维、塑料橡胶、建筑建材等各行各业。
20世纪，随着液压伺服技术与电子计算机技术的引入，试验机测试技术可以实现过去人工操作不可能完成的试验，使材料性能研究达到了一个全新高度。进入21世纪以来，全球高科技飞速发展，对试验机技术提出了更多、更高的测试要求。在现代科学技术的背景下，材料的工作条件非常复杂，人们对材料力学性能测试要求不断提高，因此，市场上也日渐出现了各种型号与功能的试验机产品。
目前，环境模拟技术已成为试验机技术发展的一个重要方向。随着工业的发展，材料测试不再局限于力的模拟，对于极端试验条件下的环境模拟要求也越来越多：超高压、超高温、超低温、超真空、超高强、超辐射、耐腐蚀等。例如，液氧、液氮、液氢的储存罐材料要模拟航空航天环境，以便能更为精准地测试材料的力学性能。图1为MTS 815型岩石混凝土三轴试验机，它可以在实验室内模拟再现真实地下复杂环境中的温度场、应力场及渗流场等条件，测试岩石类材料的三轴力学性能。
图1 MTS 815型岩石混凝土三轴试验系统
三、培训内容
1. 仪器主要结构及闭环伺服控制原理介绍
MTS 电液伺服材料试验机系统集电子、机械和液压于一体，其结构较为复杂。图2为典型的MTS电液压伺服试验机系统，一般情况下包括动力机构、执行机构、控制机构和辅助装置几个部
液压系统（Hydraulio Power Supply-HPS）：它包括液压源、伺服阀、蓄能器、过滤器等。
加载系统（Load Frame）：它包括机架、载荷传感器、作
动器及横梁等。
数字控制器（Digigtal
Contyoller）：它包括计算机、493系列控制器、793系列系统软件等.
附件 它包括各类引伸仪、各种夹具、各种环境箱等。
MTS电液伺服试验机系统示意图
伺服系统又称随动系统或跟踪系统。在伺服系统中，执行机构
以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律而做出相应的动作。伺服系统具有如下几个特点：
a ）执行机构可自动跟随输入信号的变化而动作；
b ）执行机构的输出功率或输出力可远远大于系统的输入信号的功率或作用力。因此，伺服系统又是一个放大系统；
c ）执行机构只有在其输出与系统的输入信号有误差时才发生动作。但执行机构又力图减少输出和输入信号之间的误差。因此，液压伺服系统的动作是由不平衡到平衡、再由平衡到不平衡的周而复始的过程；
d ）系统中的控制阀随输出与输入信号误差的方向（符号）及大小，自动改变油泵输入执行机构的油液的方向及流量，这个阀是伺服阀。
在伺服系统中，伺服阀是将电信号变为液压信号的转换装置，是电液伺服系统中的关键部件。许多伺服系统中，不仅有伺服阀，还有一个测量元件，它的作用是将系统输出回输到测量元件，将输出与输入信号进行比较，这种作用称为反馈，反馈是伺服系统的基本特征，而这种系统也因有反馈称为闭环（Closed
Loop ）系统。
MTS 公司的各种材料试验机都是采用电液伺服闭环系统，其基本原理如图3所示，图3仅表示了一个闭环试验回路。闭环指的
是一个封闭的回路，影响任何部分的因素，都将影响整个回路。整个回路主要包括伺服控制器（Servo Controller ）、阀驱动器（valve Driver ）、伺服阀（Servo valve ，简称s / v ）、液压作动器（Hydraulic Actuator ）、传感器（Transducer ）、传感器调节器（Transducer Conditioner ）、反馈选择器（Feedback
Selector ）、和试件（Specimen ）。
MTS 闭环系统原理图
2. 控制软件操作与使用
系统控制软件是MTS试验机的核心，它可以实现的人机对话、试验执行、数据的存储、伺服控制、数据采集、函数功能发生器、极限控制、数模及模数转换、调节和数据读取等控制功能。
Station Manager 站台管理控制程序的主要功能包含伺服控制，进行实验操作；监测站台互锁；控制液压或机电站台动力；优化和监测流经控制器的数字和模拟信号；运行，保持和停止实验；设定实验中的参数，例如传感器范围，调理板增益。这些资源需要预先通过配置文件定义。
要在MTS 材料试验机上完成一个完整的试验，必须熟悉操作主站台窗口上的所有功能键，这个主窗口是已经完成了资源配置后建立的操作主站台窗口。这个窗口有两大管理功能，通过站台管理程序可以执行：应用已经分配的控制器资源，通过站台配置文件创建站台并可设定操作参数；执行基本的试验、动力驱动、受控作动器用于安装样件、检测站台信号、启动和停止试验。
图4为站台管理程序主窗口，它由以下几部分组成：
（1） 菜单栏（Menu bar ）
（2） 工具栏（Tool bar ）
（3） 应用程序控制面板（ Appication Control Panel
（4） 站控制器面板（Station Contols Panel）
（5） 通讯记录板（Message pane）
& (6) 访问级别(Access
站台管理程序主窗口
在操作主站台的菜单和工具栏里有很多窗口，这些窗口在建站安装时已完成。要想详细了解操作控制站的各部分功能资料，已在各个栏目的旁边标注了在MTS
793.00系统软件手册的页码。Basic TestWare基本实验软件是一种简单实用的实验软件，利用该程序可以方便地创建单调实验、周期实验并获取实验数据。
3. 实验过程与步骤
第一步：进入Station Manager主窗口，根据试验要求检查站点配置；
第二步：打开Basic Testware试验窗口，进行试验参数设置；
TestWare程序可以生成周期和单调试验命令，周期命令包括正弦、三角和方波。我们选择正弦波形，力控模式，输入峰
谷值、加载频率、循环次数等参数。
第三步：数据采集设置
使用Basic TestWare数据采控功能有多种方式可选择，如可以按时间间隔采样（如0.01秒），或采集加载过程中的峰/谷值，也可按采样频率采集（如设置采样频率为100Hz）。几种采样方式也可以同时组合选择，最后定义好数据格式和保存路径。
第三步：试验操作
首先进行安装试件前的准备，包括
1）打开冷却水系统；
2）Station Controls转到Basic
TestWare站控制面板；
3）开液压油源时控制面板的状态，控制模式一定要在位移控制方式下；
严重警告：在没有启动液压源时，Manual Command指令窗口的控制方式务必放在Displacement（位移）。如放置在&Force&，马上开液压，指令一接触到&Force&，作动器快速动作，会造成严重的损坏，甚至整个系统遭到破坏。
4）开启液压；
注意：先开低压，运行几分钟，如没有异常情况再开高压。
5）启用远程控制面板，安装试件；
开动机架上的升降机构，根据试件尺寸，调整机架到合适位置。
警告：安装试件全部再高压状态下，因此思想要集中。要熟悉
机架上的紧急按钮标志，按照指示一步步做。一定要细心，切
记在安装试件时，每一操作动作要规范。否则就很容易损坏试
件、夹具甚至机架系统。
6）设置试验过程极限保护；
7）正式试验；
转到Basic TestWare面板窗口，正式试验开始：
8）试验过程的监控；
9）结束试验。
10）取数据、打印结果
4、数据采集与处理
1）系统可自动完成载荷、位移、时间等原始数据的采集，并保存为标准Excel电子表格文件。
2）打开不同围压下的原始数据文件，根据试件尺寸计算其对应的应力、应变参数，绘制出应力-应变曲线，计算弹性模量及泊松比。最后绘制出试品的摩尔应力圆，并计算出内聚力和内摩
四、实验内容及报告
1. 由教师在现场介绍仪器的构造及原理，进行操作演示。
2. 由教师讲解控制软件的操作和使用，学生在老师的监督下进行试验控制参数的设置，观察各种参数下仪器硬件与控制软件
间的互动状态。
3. 学生进行操作实验，获取原始实验数据。
4. 学生对获得的实验数据进行相关计算分析并出具实验报告。
五、注意事项
MTS 电液压伺服试验机系统是一个很复杂的系统，它涉及到液压、机械、电子等综合部件统一在一个系统的操作，而系统的
操作环境又受到设备、试件、操作者的经验与专长等多种因素
的影响，这说明系统可能在不可预见的环境下运行，因此，操
作者需要注意以下一些事项：
仔细阅读相关的操作说明书，要熟悉其中提出的指示及警告，以防止有关险情的发生。
清楚了解系统的主要危险区
清楚了解系统的危险区，对保证操作者人身安全是十分重要的。因为任何系统都会在几分之几秒内产生很大的力，任何反应灵
敏的人也难逃脱险情。现列出三个主要危险区：
（1） 在作动器活塞杆和试件运动时，载荷架平台与横梁之间为危险区。
（2） 运动中的机械联接为危险区，不要用身体的任何部分去接触它。
（3） 从液压油管所经过的地方经常仔细检查有无损坏。不要在此区域工作或做其它事，以防液压管泄漏。
3. 与作动器有关的事故预防
操作中常因错误指令，使作动器突然动作，导致设备损坏或造成人身伤亡及撞坏夹头、传感器和贵重试件的事故。下面的一些实例应重视和警觉：
（1）当失去反馈时，伺服控制器接收到一个偏差，作动器则以最快的速度运动，试图校正这个偏差，直至达到外部机械极限为止。反馈信号来自传感器。因此，必须认真保护电缆，使它不受损伤，以减少作动器突然动作的可能性。
（2）严禁未设定好限位器就进行试验，测试力值时禁止超过满量程值的110%。
（3）设备运转时，操作者不得离开工作岗位，以防发生问题时无人处置。牢记系统上所有的紧急停机开关，在出现紧急情况时，应立即按下控制仪器上的红色急停按钮关闭整个系统，（重启时按急停按钮指示方向转动并松开即可）。
(4) 在高压下电源出故障，作动器的动作是相当猛烈的，如装有试件，将会产生拉力或压力。在开高压作试验时，切记不要随意按计算机键盘上的按钮，因我们的程序全由计算机控制，可能每一个键都有特定的功能，否则将会引起错误的指令，而损坏仪器及试样
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&&&&&&&&&&&& 3H胆固醇流出实验实验指导
一,实验目的：
初步了解同位素示踪技术在生物医学研究中的应用
2．熟悉用3H-胆固醇（3H-cholesterol）掺入巨噬细胞培养的实验原理和实验操作流程
二、实验原理：
胆固醇在血液中存在于脂蛋白中，其存在形式包括高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、极低密度脂蛋白胆固醇几种。在血中存在的胆固醇绝大多数都是和脂肪酸结合的胆固醇酯，仅有10%不到的胆固醇是以游离态存在的。高密度脂蛋白有助于清除细胞中的胆固醇，而低密度脂蛋白超标一般被认为是心血管疾病的前兆。血液中胆固醇含量每单位在140~199毫克之间，是比较正常的胆固醇水平。胆固醇是构成细胞膜的重要组成成分，细胞膜包围在人体每一细胞外，胆固醇为它的基本组成成分，占脂类的20%以上。有人曾发现给动物喂食缺乏胆固醇的食物，结果这些动物的红细胞脆性增加，容易引起细胞的破裂。研究表明，温度高时，胆固醇能阻止双分子层的无序化；温度低时又可干扰其有序化，阻止液晶的形成，保持其流动性。因此，可以想象要是没有胆固醇，细胞就无法维持正常的生理功能，生命也将终止。然而,胆固醇的增多与减少都会影响脂肪细胞正常生理功能，胆固醇流出对脂肪细胞胆固醇代谢平衡的维持具有重大意义。B族I型清道夫受体(SR-BI)能够介导细胞内游离胆固醇流出至高密度脂蛋白(HDL)。
三、实验仪器：
液体闪烁计数器（BECKMAN
LS3801）、CO2培养箱、超净工作台、平衡天平、1/10000分析天平、-20℃冰箱、倒置显微镜、低温低速离心机、紫外分光光度计、超纯水器、多头细胞收集器等。
四、实验材料及试剂：
1、材料：单核细胞株THP-1、24孔细胞培养板、加样枪0~10ul、0~100ul、0~200ul、0~1000ul、相应的吸头、Φ10×75mm塑料试管、Φ12×10mm玻璃试管、酒精灯、玻璃毛细吸管、橡皮球、试管架、CO2。
2、DMEM培养基、1640培养基、佛波酯（phorbol myristate acetate，PMA）、胎牛血清、牛血清白蛋白（BSA）、高密度脂蛋白（HDL）、3H-Cholesterol、蛋白酶、PBS缓冲液、NaoH、闪烁液等。
五、实验步骤：
1、将培养已分化好的巨噬细胞，按1×105/ml/孔，按组加分别加入24孔细胞培养板中。
2、往含10%胎牛血清的DMEM培养基中加入0.25uci/孔3H-Cholesterol计算3H-Cholesterol总量，再分别加入各孔。孵育24小时。
3、PBS缓冲液洗两遍，再在0.2%牛血清白蛋白（BSA）的DMEM培养基中孵育16小时。
4、PBS缓冲液洗两遍，在培养液中加入100ug/ml的HDL孵育不同时间诱导细胞内胆固醇流出。
5、收集培养，3000转/分钟离心10分钟，取上清液测定放射性活性。
6、PBS缓冲液洗细胞一遍，0.3ML/L的NaoH消化细胞，收集容解后的细胞，留一部分测蛋白含量，其余用于测蛋白中的放射性活性。
7、沉淀结合放射性加游离放射性为总放射性，计算游离胆固醇流出率，为培养液3H-Cholesterol放射性活性占总放射性活性的百分比。
六、实验内容及报告：
1、描述实验内容及实验结果；
2、写出实验报告；
七、注意事项：
1、要求注意无菌操作；
2、注意台面清洁；
3、注意放射防护；
4、放射废物按规范处理
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 细胞毒试验：125I-UdR释放试验测定NK细胞活性
一、实验目的
初步了解同位素示踪技术在生物医学研究中的应用
2．熟悉用同位素法测定NK细胞活性的实验原理和实验操作流程
二、基本原理
125I-UdR（125I-2′脱氧尿嘧啶核苷）是胸腺嘧啶核苷的类似物，作为DNA合成的前体物，能相当特异地取代胸腺嘧啶核苷掺入到细胞核DNA链上。因此，可用125I-UdR标记体外传代培养的肿瘤细胞作为靶细胞，以外周血分离的单个核细胞或小鼠脾
细胞作为效应细胞，进行体外NK细胞活性检测。被效应细胞杀伤的靶细胞溶解后可释放125I-UdR，用γ-计数仪测定其放射性强
度，以125I-UdR释放百分率表示NK细胞的活性。
三、试剂及材料
125I-UdR：125I的物理半寿期为59.7d。
胰蛋白酶：用无Ca2+、Mg2+的Hanks液配制成3mg/ml，小量分装，-20℃冻存。
DNA酶：用Hanks液配成50μg/ml，小量分装，-20℃冻存。
5-氟脱氧尿嘧啶核苷（5-FudR）用生理盐水配制成1×10-3 mol/L，4℃冰箱保存。
三、实验步骤
靶细胞的制备：取培养24～48h的靶细胞1ml（5×105/ml），分别加入5-FudR 4～6μl和125I-UdR 6μCi，混匀，置37℃培养2h，取出后用含5%NCS的1640营养液洗涤3次，每次离心1500r/min，2min，最后用完全RPMI-1640培养液悬浮，计数活细胞。用γ-计数仪检测标记率，一般可达1～2cpm/细胞即可；
效应细胞的制备：用常规方法分离PBMC或小鼠脾细胞，最后用完全RPMI-1640培养液悬浮并计数；
效-靶细胞作用：调整效应细胞和标记的靶细胞浓度，分别加入塑料试管中，效/靶细胞比例为100:1。同时设只加标记靶细胞的自然释放对照管，每份标本和对照管均设3个复管，每管均用完全RPMI-1640培养液补足体积至1ml，混匀，离心1500r/min，2min，以促进效-靶细胞作用，置37℃，5%CO2温箱中培养18h。
酶处理：取出效/靶细胞培养物，1500r/min离心2min，弃上清，于每管中加入胰蛋白酶和DNA酶各0.1ml，混匀后置37℃水浴30min，促使已受损伤的靶细胞释放125I-UdR，然后于各管中加入0.8ml冷Hanks液，以终止酶反应。1500r/min离心2min，分别吸出各管上清0.5ml置于另一个塑料试管中。
放射性测量和结果计算：用γ-计数仪分别测量每管上清和细胞部分的cpm值，并按下式计算125I-UdR释放率和NK细胞活性，取三管均值作为NK细胞活性。
125 I-UdR释放率（%）= （0.5ml上清cpm值×2）/（0.5ml上清cpm值+0.5ml细胞悬液cpm值）×100％
NK细胞活性（%） =试验管125I-UdR释放率 - 对照管125I-UdR自然释放率。
一般要求125I-UdR自然释放率&10％，检测小鼠脾细胞NK活性用YAC-1细胞作为靶细胞时，检测前可不经过
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& T细胞活化实验（细胞增殖检测）：H-胸腺嘧啶核苷（3H-TdR）渗入法
一、实验目的
初步了解同位素示踪技术在生物医学研究中的应用
2．熟悉用3H-胸腺嘧啶核苷（3H-TdR）渗入法检测细胞增殖的实验原理和实验操作流程
二、实验原理
T细胞、B细胞表面具有识别抗原的受体和有丝分裂原受体，在特异性抗原刺激下可使相应淋巴细胞克隆发生增殖。植物血凝素（PHA）、刀豆蛋白A（ConA），抗CD2、抗CD3McAb作为多克隆刺激剂可选择性地刺激T细胞增殖；而抗IgM、含葡萄球菌A蛋白的菌体（SAC）、脂多糖（LPS，对小鼠有作用）则刺激B细胞发生增殖；美洲商陆（PWM）、肿瘤刺激剂PMA对T、B细胞的增殖均有刺激作用。最近发现，integrin家族中VLA组中某些受体与相应配体结合后也能活化T细胞。根据形态学或氚标记胸腺嘧啶核苷（3H-TdR）掺入率测定T细胞的增殖水平。
三、仪器、材料及试剂
1、Beckman LS-9800型液体闪烁计数仪，或Beckman LS 6500型液体闪烁计数仪。
2、多头细胞收集仪。
3、3H-TdR（比活性为2Mci~10Mci/mg分子）。3H-TdR工作液：将1Mci/ml溶液以生理盐水稀释成100μci/ml，于4℃保存备用。临用时再用培养液稀释成10μci/ml溶液。3H-TdR一般临用时稀释。
4、闪烁液：PPO（2，5-二苯基恶唑）、POPOP（1，4-双-2-15-苯基恶唑苯）Sigma公司。ppo5.0g popop0.1～0.3g 加二甲苯或甲苯至1L；POPOP加入少量二甲苯在37℃水浴上溶解后，再加PPO，然后补足二甲苯。配好的闪烁液需要闭光。闪烁液配制和检测的样品有关：
5、其他：5%三氯醋酸；3%冰醋酸；浓甲醛；30%H2O2液
四、实验步骤
1、准备培养液：
RPMI1640培养液中按1%的体积加双抗（含青霉素1万U/ml，链霉素0.01g/ml），用3.5%NaHCO3液调pH值为7.2~7.4，然后加灭活的小牛血清，使浓度为10%。再加PHA（50U~75U/ml），无菌分装于培养瓶内，每瓶1ml。
2、分离淋巴细胞：
无菌操作采血，并以肝素抗凝（含肝素100U/ml），用淋巴细胞分离液分离淋巴细胞
3、用10%FCS RPMI1640调整合适的细胞数（2×106/ml），加入96孔培养板中，2×105细胞/100μl/孔，每组设3孔，37℃培养24小时。
4、加入最适剂量PHA（50U~75U/ml）或Con A，100μl/孔，同时设不加PHA或Con A阴性对照，一般每孔最终体积为200μl（细胞终浓度1×105），37℃、5% CO2孵育66h后每孔加入0.5～1μci　3H-TdR（50μl），继续培养6～12h。
5、培养结束后，离心吸去上清液，用200μl 冷PBS洗涤二次（2000r/min离心10min）用冷PBS可以终止反应
6、用DYQ-Ⅱ型多头细胞收集仪收集样品，于&9999&型玻璃纤维滤纸（膜）上。抽洗至少2次。
7、取出滤膜，排列好，置于干燥箱中，60℃~80℃，30min烘干（75℃烤箱过夜）。对号剪下各个滤膜片，然后将滤膜放入装有5ml的闪烁液中（贴细胞的面朝上）。闪烁瓶暗处放置15min。
8、β液闪仪（Beckman LS-9800型液体闪烁计数仪）计数（测定放射性cpm值）。
9、计算结果
①增殖水平直接用每分的脉冲数cpm值表示，再按标本淋巴细胞计数结果，校正成每百万淋巴细胞的脉冲数（cpm/106淋巴细胞）。取各管测定数的平均值。
②也可用刺激指数（SI）表示试验结果
&&&&&&&&&&&& Con A/PHA（或实验组）cpm－机器本底
SI＝───────────────────────────────
阴性对照组（不加Con A/PHA）cpm－机器本底
以SI表示结果时，一定要设置相同数量培养孔的对照（即不加Con A/PHA）。而以cpm绝对值表示（cpm/106淋巴细胞）则可以不用设对照管。因为对照的cpm与本底比较接近，不同样品之间的少许差别也不易确定其意义。
五、注意事项
1、采用手工裁剪大小合适的玻璃纤维膜（Wallac公司）。废液瓶和真空泵之间最好加一个缓冲瓶，不要直接将真空泵上的橡胶管连接到废液瓶上，以免万一含3H（氚）的废液进入橡胶管。
2、3ml 5%三氯乙酸固定、5 ml无水乙醇脱水（脱水后滤膜明显变白）。闪烁液的容水量很低，所以在加入闪烁液之前必须烘干。但加入一定量的醇类（如无水乙醇），则可容纳少量的处理后所残留的水分，但也仍需烘至接近干燥的程度，否则将发生浑浊而无法测定。据报道，如果闪烁液中加入1/3的异辛基苯氧聚乙氧乙醇（TritonX-100），其容水量可达15%，消化溶解后的样品，不必烘干，即可添加闪烁液测定。
3、PHA、ConA、LPS等在正式实验前均需摸索最适剂量或亚适剂量。厂家和批号不同丝裂原作用常有很大差别。根据实验需要，对不同种（人、小鼠、大鼠、兔、狗等）不同来源淋巴细胞（胸腺、脾脏、淋巴结、扁桃腺、外周血等）均应进行最适细胞浓度、培养时间和刺激物浓度的摸索。
4、以SI表示结果时，一定要设置相同数量培养管的对照（即不加PHA）。而以cpm绝对值表示（cpm/106淋巴细胞）则可以不用设对照管。因为对照的cpm与本底比较接近，不同样品之间的少许差别也不易确定其意义。
六、单位换算
Curies 和 d . p . m 的换算：
Curie （Ci） =2.22×1012 d . p . m .
milliCurie （mCi） =2.22×109 d . p . m .
microCurie （m Ci） =2.22×106 d . p . m .
nanoCurie （nCi） = 2.22×103 d . p . m .
picoCurie （pCi） =2.22 d . p . m .
Curies 和 Becquerels的换算：
Ci = 3.7×1010 Bq =37GBq （gigaBq）
mCi = 3.7×10 7 Bq =37MBq （megaBq）
m Ci = 3.7×10 4 Bq =37kBq （kiloBq）
GBq =2.7×10 -4 Ci =27.027mCi（milliCi）
MBq =2.7×10 -7 Ci =27.027m Ci（nanoCi）
kBq =2.7×10-10 Ci =27.027nCi （nanoCi）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 总RNA提取
一、实验目的
初步了解分子生物学实验进展及其在生物医学研究中的应用
2．熟悉RNA提取的实验原理和实验操作流程
二、实验原理：
细胞中的RNA可分为信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三大类，不同组织总RNA提取实质就是将细胞裂解，释放出RNA，并通
过不同方式去除蛋白、DNA等杂质，最终获得高纯RNA产物的过程。
由于RNA样品易受环境因素特别是RNA酶的影响而降解，提取高质量的RNA样品在生命科研中具有相当的挑战性。RNA提取对样品的新鲜性要求非常高，获取样品后最好立即提取RNA，若无条件立即实验，应于-80℃或液氮中保存样品，提取时取出样品后立即在低温下研磨裂解细胞，以防RNA降解。目前普遍使用的RNA提取法有两种：基于异硫氰酸胍/苯酚混合试剂的液相提取法（即Trizol类试剂）和基于硅胶膜特异性吸附的离心柱提取法，本方法主要介绍Trizol法提取总RNA。
三、试剂：氯仿，异丙醇，75℅乙醇，无RNase的水或0.5℅SDS(溶液均需用DEPC处理过的水配制)
四、实验步骤:
匀浆处理：
组织 将组织在液氮中磨碎，每50-100mg组织加入1ml TRIzol，用匀浆仪进行匀浆处理。样品体积不应超过TRIzol体积10℅。
单层培养细胞 直接在培养板中加入TRIzol裂解细胞，每10cm2面积（即3.5cm直径的培养板）加1ml，用移液器吸打几次。TRIzol的用量应根据培养板面积而定，不取决于细胞数。TRIzol加量不足可能导致提取的RNA有DNA污染。
c．细胞悬液 离心收集细胞，每5-10×106动物、植物、酵母细胞或1×107细菌细胞加入1ml TRIzol，反复吸打。加TRIzol之前不要洗涤细胞以免mRNA降解。一些酵母和细菌细胞需用匀浆仪处理。
2．将匀浆样品在室温（15-30℃）放置5分钟，使核酸蛋白复合物完全分离。
3．可选步骤：如样品中含有较多蛋白质，脂肪，多糖或胞外物质（肌肉，植物结节部分等）可于2-8℃10000×g离心10分钟，取上清。离心得到的沉淀中包括细胞外膜，多糖，高分子量DNA，上清中含有RNA。处理脂肪组织时，上层有大量油脂应去除。取漄清的匀浆液进行下一步操作。
每使用1ml TRIzol加入0.2ml氯仿，剧烈振荡15秒，室温放置3钟。
2-8℃10000×g离心15分钟。样品分为三层：底层为黄色有机相，上层为无色水相和一个中间层。RNA主要在水相中，水相体积约为所用TRIzol试剂的60℅
把水相转移?新管中，如要分禹DNA和蛋白质可保留有机相，进一步(X)作见。用丙醇沉淀水相中的RNA　每使用!ml TRIzol加入0.5ml异丙醇，室温放置10分钟。
2-8℃10000×g离心10分钟，离心前看不出RNA沉淀，离心后在管侧和管底出现胶状沉淀。移去上清。
用75℅乙醇洗涤RNA沉淀。每使用1ml TRIzol至少加1ml 75℅乙醇。2-8℃不超过7500×g离心5分钟，弃上清。
10.室温放置干燥或真空抽干RNA沉淀，大约晾5-10分钟即可.不要真空离心干燥，过于干燥会导致RNA的溶解性大大降低。加入25-200μl无RNase的水或0.5℅SDS,用枪头吸打几次,55-60℃放置10分钟使RNA溶解.如RNA用于酶切反应,勿使用SDS溶液。RNA也可用100℅的去离子甲酰胺溶解，-70℃保存。
五、注意事项：
1.从少量样品（1-10mg组织或102-104细胞）中提取RNA时可加入少许糖原以促进RNA沉淀。例如加800ml TRIzol匀浆样品，沉淀RNA前加5-10μg RNase-free糖原。糖原会与RNA一同沉淀出来，糖原浓度不高于4mg/ml是不影响第一链的合成，也不影响PCR反应。
2．匀浆后加氯仿之前样品可以在-60至-70℃保存至少一个月。RNA沉淀可以保存于75% 酒精中2-8℃一星期以上或-5至-20℃一年以上。
3．分层和RNA沉淀时也可使用台式离心机，2600×g离心30-60分钟。
预期产量：1mg组织或1×106细胞提取RNA分别为：
肝和脾6-10μg ,肾3-4μg ,骨骼肌和脑组织1-1.5μg ,胎盘1-4μg ,上皮细胞8-15μg ,成纤维细胞5-7μg 。
六、常见问题分析：
得率低：A.样品裂解或匀浆处理不彻底
B．RNA沉淀未完全溶解
A260/A280&1.65 ：
A.检测吸光度时，RNA样品没有溶于水，而溶于了TE中。低离子浓度和低pH值条件下A280值偏高
B．样品匀浆时加的试剂量太少
C．匀浆样品时未在室温放置5分钟
D．吸取水相时混入了有机相
E．RNA沉淀未完全溶解。
RNA降解：A.组织取出后没有马上处理或冷冻
B.待提取RNA的样品没有保存于-60至-70℃,而保存在了-5至-20℃
C.细胞在用胰酶处理时过度
D.溶液或离心管未经RNase去除处理
E.电泳时使用的甲醛pH值低于了3.5
4．DNA污染： A. 样品匀浆时加的试剂量太少
样品中含有有机溶剂（如乙醇,DMSO等），强缓冲液或碱性溶液蛋白聚糖和多糖污染: 沉淀RNA的过程中作以下改进可去除这些污染，步骤7中，每使用1ml TRIzol在水相中加0.25ml异丙醇和0.25ml高盐溶液(0.8M柠檬酸钠和1.2M NaCl)混合离心，按之前操作进行。这种方法可使蛋白聚糖和多糖留在溶液中，高效沉淀出纯RNA。从含有大量多糖的植物中提取RNA时应在匀浆后离心，并加上以上操作步骤。
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& & & & & & & & & & & ICP-AES仪操作培训实验指导书
一、实验目的
1.掌握ICP-AES法分析的原理和仪器的构造。
2.学会Baird PS—6型ICP-AES仪的基本操作技术。
二、实验用仪器
公司PS—6真空型ICP-AES仪
三、方法原理
ICP光谱分析是一种物理化学方法，在室温下，物质中的原子处于基态，当受到外界能量作用时，其外层电子获得能量将向高能级跃迁而成为激发态，但激发态原子是很不稳定的，平均寿命一般只有10-8秒，很快又会向低能级或基态跃迁，同时发射出相应能量的电磁辐射，产生发射光谱。
辐射能量与辐射波长之间的关系可用爱因斯坦－普朗克公式表示： △E＝En-Ei=hC/λ
这里En、Ei分别为高能级和低能级的能量，h是普朗克常数，C是光速，λ为波长。当外加的能量足够大时，还可以发生电离，发射出离子光谱。
由于每种元素的原子结构不同，每一个元素都可以发射出特定波长的谱线，即特征谱线。因此根据光谱线的波长就可确定元素的种类进行定性分析。
光谱定量分析主要是根据谱线强度与被测元素浓度的关系来进行的，光谱线的强度I与元素的浓度C有一个基本关系式，叫赛伯－罗马金公式：
或两边取对数
lgI=blgC+lgA
式中A、b是两个常数，A是与试样的蒸发、激发过程及试样组成等有关的参数，b是自吸系数，当浓度很小无自吸时b≈1，强度与浓度呈线性关系，测得谱线强度即可求出浓度。根据光谱线强度可进行定量分析，这就是发射光谱定量分析的依据。总之，ICP分析的原理就是根据光谱线的波长和强度进行定性和定量分析。
ICP-AES仪分为激发光源、分光系统和检测系统三个部分。
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&1、激发光源
即ICP光源，当ICP炬管接上高频电源，高频电流流过感应线圈的时候，在炬管中产生高频磁场，这时向炬管内通入工作气体氩气，并用一感应线圈产生电火花点火，使氩气发生部分电离，产生部分离子和电子，这些离子和电子又在高频磁场和因为电磁感应在石英管中心部分形成的高频电场的共同作用下被加速，进一步跟气体原子相互碰撞，使它们电离，这样在单位时间里电子密度急剧增大，相应的离子密度也增大，当这些带电粒子达到足够的导电率时，就会产生一股垂直于管轴方向的环形涡电流，强大的电流产生的高热瞬间就将气体加热至近10000k的高温，并在管口形成一个火炬形状的稳定的等离子体，ICP的形成实际上是气体电离为离子和电子的过程。ICP具有高温、环状通道、惰性气氛、自吸现象小等特点，它的作用是提供能量，使被分析物蒸发、原子化或离子化，使原子或离子激发而发射出特征光谱。一个好的光源必须具有足够的能量，输出功率稳定性好，点火容易，发热量小，火焰稳定，样品组成影响小，线性分析范围大等。它主要是由高频发生器与感应线圈、ICP炬管与供气系统及进样系统三部分组成。
（1）、高频发生器与感应线圈：高频（射频RF）发生器通过感应线圈给等离子体输送能量，维持ICP光源稳定放电，目前ICP的RF发生器主要有两种震荡类型，即自激式和它激式，频率为27.12MHz或40.68MHz，最大输出功率为1.5-4KW。感应线圈是以圆铜管绕成的2－5匝水冷线圈，和高频发生器相连接，等离子体炬管放置在感应线圈内，如图所示。
（2）、ICP炬管：等离子体在炬管的上方形成，炬管是一个三层同心结构的石英管，每层石英管之间分别通入氩气流。
冷却气：外层沿炬管的切线方向通入氩气，称为冷却气，它主要起冷却作用，用于隔离等离子体和炬管，使炬管冷却，保护炬管及维持、稳定等离子体炬，流量一般为10－15L／min ；视功率的大小以及炬管的大小、质量与冷却效果而定。
辅助气（等离子气）：沿切线方向通入中心管与中层管之间，其流量在0.5-1.5L/min，主要用于点燃等离子体和保护中心注入管，在等离子体点火的时候，中间形成丝状放电，使等离子体容易点火；保护中心管和中层管的顶端，尤其是中心管口不被烧熔或过热，减少气溶胶所带的盐分过多地沉积在中心管口上。另外它又起到抬升ICP，改变等离子体观察高度的作用。
内层为载气，从进样系统的雾化器通入，它的作用是雾化，将样品溶液转化为粒径只有1-10um雾滴，悬浮在气体中形成气溶胶，并在等离子体中打通一条通道，将样品气溶胶引入ICP中，对雾化器、雾化室、中心管起清洗作用。载气的流量一般在0.4-1.0L/min。
三种气体均使用惰性气体氩气，因为它容易纯化而且性质稳定，Ar是单原子分子，不与试样组分形成难解离的稳定化合物，也不会因为分子离解而损失能量，有良好的激发性能，本身的光谱也简单。
（3）、进样系统：进样系统是将样品溶液雾化连续导入ICP中。液体进样的过程是：样品溶液经过蠕动泵恒速进入雾化器中，经过雾化器的雾化作用转化为粒径很小的液滴，悬浮在载气中形成气溶胶。随后进入雾化室，一个是除去大于10m直径的雾滴（通过雾室下面的废液管排出，流到排污水桶内），使雾粒均化，第二是减少雾化过程的波动，使气溶胶平稳地进入等离子体中，在等离子体中进行蒸发和激发，发射出元素特征光谱。
最常用雾化器是同心雾化器，它由两根严格同轴的玻璃管组成，中间是一根毛细管，载气从毛细管四周的缝高速喷出，使毛细
管出口处形成负压，使溶液喷射成雾状细粒。
常用的雾化室有筒型、梨型和旋流雾化室。
2、分光系统：作用是将复合光束分解为单色光，得到一条按波长顺序排列的光谱。分光元件为光栅，根据光的衍射现象进行分光。
等离子体中产生的电磁辐射通过石英透镜，从入射狭缝进入分光系统，被衍射光栅(1米)色散成按波长顺序排列的光谱，通过焦面的不同波长位置处刻划成的相应出射狭缝，被光电倍增管检测。为了测量波长范围小于200nm以下的元素，就必须在真空状态下工作，用来消除空气对这些谱线的吸收，这就叫做等离子体真空光谱仪，它可以分析那些特征谱线波长比较短的元素，如P、S、B、As、Hg、Se等。
3、检测系统：本仪器用的检测器是光电倍增管，由于光谱范围比较宽，从170nm－767nm，采用了不同型号的光电倍增管。
五、操作规程
1．打开仪器稳压电源，调节输出电压为220V。打开仪器的总电源开关、控制电路开关、真空泵开关。几分钟后把真空泵上的旋钮开关从水平逆时针旋至垂直，当真空计显示的真空度小于50mic时，找开读数系统的开关和Reset键。稳定数小时。
2、打开排风系统的电源开关，排出废气，维持室温恒定。
3、打开高频（RF）发生器的稳压电源，将输出电压调至210V左右，将高频发生器开关拔到ON的位置。
4、按下控制面板上的GAS＆WATER FIOW 和CARRIER GAS开关，其指示灯亮。打开氩气我钢瓶，调节输出气压为.6MPa，将仪器右下方的ARGON GAS 开关拨到ON位置上。调节冷却气、辅助气及载气的流量到所需值上，控制面板上的RF OFF指示灯亮；接通蠕动泵，使蒸馏水进入雾室。
5、按下控制面板上的CARRIER GAS开关，其指示灯熄。按下RF ON键，其指示灯亮，同时RF OFF灯熄。调节RF POWER旋钮使INCIDENT　POWER表头指针指到50处，快速按一下IGNITION开关，点燃等离子体炬，再按一下CARRIER GAS开关，指示灯亮，然后将RF POWER旋钮调到所需的功率上，其REFLECTED POWER指针位置应小于5。预热20min左右后即可进行分析。
6、启动计算机，进入ICP530软件系统。
7、校正光学系统：利用汞253.6nm线准直校正光路。
8．进入样品分析程序：测定空白、标准化因子、标准和样品。
9、关机程序：分析完成后，用蒸馏水冲洗，充分洗涤雾化器和雾室。调节RF POWER旋钮，使INCIDENT　POWER表头的指针为0，等离子体火焰熄灭。按下RF OFF开关，其指示灯亮，同时RF ON的指示灯亮。切断蠕动泵电源，关闭氩气钢瓶，待仪器右下方的两个气体流量指示器的指针为0时，按下GAS＆WATER FIOW 和CARRIER GAS开关，其指示灯熄。待等离子体火焰停弧约15min后，依次关上射频发生器开关、高压稳压系统开关和排风系统的开关。
10、退出仪器操作系统。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& & & & & & LCMS-2010A液-质联用仪操作指导
熟悉LCMS-2010A液-质联用仪的基本原理、仪器结构及基本操作；
（一）、仪器基本原理、结构及操作
质谱仪是根据离子的质荷比(m/z)不同，来区分不同分子量的分子，测定化合物的分子量进行成分和结构分析。& 离子的生成方式有失去或捕获电荷(如：电子发射,质子化或去质子化)&&
主要组成部分:
1.液相色谱
3.质量过滤器(分析器)
4.离子检测器
高效液相色谱-质谱联用仪的在线使用首先要解决的问题是真空的匹配。质谱工作需在高真空下完成，要与常压下工作的高效液相色谱（即大量流动相的涌入）-质谱接口相匹配并维持足够的真空，只能采取增大真空泵的抽速，分段、多级抽真空的方法，形成真空梯度来满足接口和质谱正常工作的要求。现有的商品仪器多采用该方法。
从色谱柱出来的化合物在进入质谱仪之前要使其离子化，离子化过程是在离子源进行的，离子源有两种(ESI和 APCI )。
在此主要介绍以下二种电离方式：
1、电喷雾(Electrospray Ionisation简称 ESI)：其电离过程是&离子雾化&。当样品溶液流出毛细管的瞬间，在加热温度、雾化气（N2）和强电场（3-5kV）的作用下溶剂迅速雾化并产生高电荷液滴。随着液滴的挥发，电场增强，离子向表面移动并从表面挥发，产生单电荷或多电荷离子。通常小分子得到[M+H]+或[M-H]- 单电荷离子。而生物大分子产生Z&1的多电荷离子。由于质谱仪测量的是质量电荷比（m/Z）。因此质量范围只有几千质量数的质谱仪能够检测质量数十几万的生物大分子。
ESI 属于最软的电离技术。其特点是通常只产生高丰度的准分子离子峰。因此可测定不稳定的极性化合物，并可直接分析混合物；多电荷离子的形成可分析大分子量化合物，如蛋白质和寡核苷酸。（对蛋白质的离子化效率接近100%）；通过调节离子源参数可控制离子的断裂，从而给出结构信息有助于化合物的定性分析（也称源内CID）。
ESI可供选择的离子化模式有ESI（+）或ESI（-）。
2、大气压化学电离（Atmospheric Pressure Chemical Ionisation简称APCl）：用于 HPLC/MS的APCl技术与传统的化学电离不同，它并不采用诸如甲烷一类的反应气体，而是借助电晕放电（corona discharge）启动一系列气相反应来完成离子化过程。与ESI接口区别在于增加了一根电晕放电针，其功能为发射自由电子首先轰击空气中O2、N2、H2O产生如O2+、N2+、NO+、H2+O等初级离子，再由这些初级离子与溶液中样品流出毛细管时被氮气流雾化到加热管中被挥发的样品分子进行质子或电子交换而使其离子化形成[M+H]+或[M-H]- 离子，而后聚焦，进入分析器。
APCl也属于软电离技术。其特点是只产生单电荷的准分子离子峰。适用于分析弱极性的小分子化合物；快速地分析流动相含水量高或低的样品，适合做梯度洗脱；具有通过调节接口内锥孔上的电压来控制分子离子在离子源内的断裂程度（源内CID），来获得结构信息。
APCl可供选择的离子化模式有APCl（+）或APCl（-）。
三、操作步骤
开机：开质谱电源开关，开液相电源开关，开计算机后使其与仪器通讯连接，开真空泵。真空达到要求的真空度时，用标准溶液对仪器进行自动调整。
设定质谱参数：电离源和电离模式选择，分析条件设置，数据采集的范围和条件设置。
本底检查：按设定的色谱和质谱条件运行一遍空程序以检查基线和本底，若发现分析柱不干净，则应停止运行程序，将色谱流路与质谱断开，冲洗分析柱，待柱子洗干净后再进行样品分析。
运行样品：用样品溶液洗注射器5-10次，每次20-30mL。
在计算机上运行设置好的程序，待温度达到设定值时，按&Start&按钮，进样，计算机开始自动采集数据。
运行完第一个样品后，再重做一遍此样品，然后用相应的溶剂洗针5—10次，准备做下一个样品。一天分析中至少要重做一个样品，以检查仪器是否正常。
关机：先关加热部分的温度，待温度降下来后，关流动相，再关气体，关工作站和计算机。
调出色谱图，根据需要分别打开紫外和质谱图窗口。若图谱未达到要求，需重新改变色谱和质谱条件。选出要分析的质谱总离子图，选择相应的离子峰，进行定性分析；设置好处理参数，对其进行积分，进行定量分析。
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X射线衍射仪操作与物相定性分析实验指导书
1.熟悉SIEMENS D500X射线衍射仪的基本结构和工作原理
2.基本学会样品测试过程
3.掌握利用衍射图进行物相定性分析的方法
4、熟悉用PDF(ASTM)卡片及索引对多相物质进行相分析
二、实验用仪器
SIEMENS D500X射线衍射仪
三、实验内容
（一） 射线衍射仪的基本结构（图1）
X射线衍射仪一般由X射线发生器，测角仪，计数器，数据处理系统等部分组成。
衍射仪仪器结构图
图2是目前常用的热电子密封式X射线管的示意图。阴极由钨丝绕成螺线形，工作时通电至白热状态。由于阴阳极间有几十千伏的电压，故热电子以高速撞击阳极靶面。为防止灯丝氧化并保证电子流稳定，管内抽成1.33X10-9-1.33X-11Mpa，的高真空。为使电子束集中，在灯丝外设有聚焦罩。阳极靶由熔点高、导热性好的铜制成，靶面上镀一层纯金属。常用的金属材料有Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Mo，W等。当高速电子撞击阳极靶面时，便有部分动能转化为X射线，但其中约有99％将转变为热。为了保护阳极靶面，管子工作时需强制冷却。为了使用流水冷却，也为了操作者的安全，
X射线发生器原理图
&应使X射线管的阳极接地，而阴极则由高压电缆加上负高压。X射线管有相当厚的金属管套，使X射线只能从窗口射出。窗口由吸收系数较低的Be片制成。结构分析X射线管通常有四个对称的窗口，靶面上被电子轰击的范围称为焦点，它是发射X射线的源泉。用螺线形灯丝时，焦点的形状为长方形(面积常为lmm×10mm)，此称实际焦点。窗口位置的设计，使得射出
的X射线与靶面成6°角(图实3)。从长方形短边上的窗口所看到的焦点为lmm2的正方形，称点焦点，在长边方向看则得到线焦点。一般的照相多采用点焦点，而线焦点则多用在衍射仪上。
图3 实际焦斑示意图
测角仪是各种型号衍射仪的重要组成部分。测角仪的制造原理主要根据一种经常变化的聚焦园原理设计成的。其聚焦园半径r是入射θ角的函数r=f(θ)=R/2sinθ
式中R是测角仪半径。
根据聚焦原理，测角仪必须满足下列条件才能工作：
X射线管的焦点，样品
的表面，接受狭缝必须在同一衍射聚焦园上，样品表面必须与测角仪主轴中心共面。样品表面应该是平的，主转动时必须始终和聚焦园相切。
D500衍射仪的探测器采用的是闪烁计数器，可以在高达105脉冲/秒的计数速率下使用，不会发生漏计损失，使用寿命长，稳定性好，但缺点是本底脉冲过高，使较弱的衍射信号淹没在脉冲背底中。图4 测角仪示意图
4、数据收集与处理
1）BD90系统可完成数据采集，自动批处理数据采集。可进行θ-2θ，θ-θ扫描，扫描模式为step或continuous。
2）其系统软件软件对原始数据进行分峰，拟合，多种模式平滑处理，寻峰、减背景、求峰面积、多种数据格式存储。可进行图谱对比、三维图形显示。
（二） 实验条件的选择
1、X光管靶材料的选择
用于粉末晶体衍射所用射线波长一般选用0.5埃-2.5埃，这是因为：
A、该波长范围与晶体点阵的面网间距大致相当。
B、波长增加，样品和空气对射线的吸收越来越大。
C、波长太短，衍射线条过分集中在低角度区，还可能造成荧光辐射
按上述原则，规律为：Z靶&Z试样+1（Z为原子序数）。
2、X光管的管压和管流的选择
X射线中特征和连续波是随管压增大而增大的，这样连续波不易被滤波片滤掉，因此选择合适的管压，K系特征X射线的强度与管电压管电流的关系：
I特=K2i(V-Vk)
K2,n为常数
i-管电流，V和Vk-分别为工作电压和K系激发电压。
另外管压管流的乘积不得超过X光管额定功率。
3、滤波片的选择
特征谱是由Ka,Kβ组成，我们需要Ka滤去Kβ线。对滤波片的选择就是它的K吸收限刚好位于Ka，Kβ之间并尽量靠近Ka。
4、狭逢参数的选择
在X射线衍射仪光路中有五只狭缝：梭拉狭缝（两只），发散狭缝，散射狭缝，接受狭缝。梭拉狭缝是固定的。我们要选择的另三种狭缝：
A、发散狭缝是用来限制样品表面初级X射线水平发散度，加大狭缝，分辨率降低但强度增加。
B、散射狭缝用来减少非相干散射及本底等因素造成的背景，提高峰背比，它与发散狭缝配对使用，使用相同角度。
C、接受狭缝是用来限定进入探测器的X衍射线的。它位于衍射线的焦点。测量时如果主要为了提高分辨率，应该选择较小的接受狭缝。如果为了提高衍射强度，则应加大接受狭缝。
狭缝示意图
5、时间常数，扫描速度选择
时间常数的选择对实验的影响较大，时间常数的增大导致衍射峰高下降，线形不对称（向扫描方向拉宽）以及峰形向扫描方向移动。这种线形崎变和峰顶移位均对测量结果带来不利影响。为了提高测量的精确度一般希望选择小的时间常数，但选择时间常数过小会造成衍射峰线毛刺，要选择合适常数扫描速度的选择与时间常数相似，为了提高测量精确度，选择较小的扫描速度。
（三） 样品准备与操作步骤
1、样品制备
A、粉末样品制备：粉末样品应有一定的粒度要求 (颗粒大小约在1—10数量级。粉末过200-325目筛子即合乎要求)，不过由于在衍射仪上摄照面积较大，故允许采用稍粗的颗粒。根据粉末的数量可压在玻璃制的通框或浅框中。压制时一般不加粘结剂，所加压力以使粉末样品粘牢为限，压力过大可能导致颗粒的择优取向。当粉末数量很少时，可在乎玻璃片上抹上一层凡士林，再将粉末均匀撒上。
B、固体样品制备：衍射仪一般采用块状平面试样，它可以是整块的多晶体，亦可用粉末压制。金属样可从大块中切割出合适的大小（大小能放入样品板孔)，经砂轮、砂纸磨平而得。分析氧化层时表面一般不作处理，而化学热处理层的处理方法须视实际情况进行(例如可用细砂纸轻磨去氧化皮)。样品抛光面朝向毛玻璃面，用橡皮泥从后面把样品粘牢，注意勿让橡皮泥暴露在X射线下，以免引起不必要干扰。
C、薄膜样品制备：将薄膜样品剪成比样品孔稍大的块，用胶粘纸背面粘牢。
2、操作规程
① 首先打开实验室仪器房电源空气开关，打开仪器稳压电源开关。启动循环水电源开关。
② 联机：先打开计算机，输入密码后进入视窗系统，再合上测角仪开关&Netz Power&。双击桌面上的D500-Ⅰ文件夹→双击&X射线衍射图测量&图标→测角仪自动校读→校读结束表示联机成功。
③ 开X射线：确定防护门一定是关紧的。打开高压发生器钥匙开关→按下循环水冷却开关→按下高压开启开关，&X-ray ON&指标灯亮，显示电压电流为20KV，5mA， 先升电压至36KV ，逐步加载电流至30mA→打开计数器电源→打开计数器高压开关。
④ 放置样品：按下仪器操作面板上的&Shut&按钮，X射线窗口关闭后方可打开防护门，把样品放入样品架上。关防护门时，注意小心轻推。
⑤ 开始测量：单击&叠扫&→输入样品名→设置测量条件→单击&执行&→保存扫描数据及路径选择。
⑥ 关机：退出测量软件→将电压电流逐步降至20KV、5mA→关闭高压按钮→关闭计数器高压和电源→等待半个小时后，关闭循环冷却水、测角仪和主机电源。
（四） X射线的物相分析
1、分析依据
X射线物相分析是以X射线的效应为基础的，任何一种晶体物质都具特定的结构参数，它在给定的波长X射线辐射下，呈现该物质特有的多晶体衍射花样，根据多晶体衍射花样与晶体物质这种独有的对应关系，便可将待测物质的衍射数据与各种以知物质衍射数据进行对比。国际上有专门的研究机构——粉末衍射标准联合会（JCPDS）收集了几百万种晶体，包括有机化合物无机化合物两大类的晶体衍射数据卡片，我们可以根据所测的粉末衍射数据，去查找出JCPDS卡片来加以参考做出判断。
2、粉末衍射卡片索引
目前通用的索引有：粉末衍射卡片哈氏索引（Hanawalt），芬克索引（Fink Index）和戴维字母索引（Alphabetical Index），每一种都分为有机和无机两类。
A：哈氏数值索引：每一种的数据在索引中占一横行，依次有：八条强谱线晶面间距数值，化学式卡片顺序号，查阅时把晶体面间距按衍射峰强弱排列成d1,d2,d3----，找到d1再找d2值，一直顺序找到第八值，从而可查的对应八强线的卡片顺序号，但也可用前三强的d值，按下列排列方式查找：
在哈氏数值索引中出现三次。
B：芬克索引也属于数值索引，不过它是以每种物质的八条强线晶面间距d作为该物质特征，芬克索引的编制是按各种物质八条强线中第一个d值的递减次序划分成组。每一小组内再按第二个d值的递减次序排列。编制索引时，每钟物质的八条强线晶面间距循环排列即
d1d2d3d4d5d6d7d8
d2d3d4d5d6d7d8d1
等顺序出现八次。
C：戴维无机字母索引是以英文名称的字母顺序排列的。索引上每一物质也占一横行，依次有该物质的英文名称，化学式，三条强线晶面间距，卡片顺序号。若想检索已知物相或可能物相的衍射数据时，只须知道他们的英文名称便可应用戴维字母索引。
3、利用标准卡片进行物相分析
A：化学成分已知的样品：
推测可能形成的物相时用字母索引检索。
B：化学成分未知的样品：
（1）选取实测的八条强线再用数字索引检索
（2） 如果是多相物质首先选取最强线将其强度设为100再计算其余各线对最强线的相对强度，并重新排列，然后采用类似单相物质的方法，一个相一个相的检索确定。直至全部物相确定。
（3）实际未知化学成分多相物相定性分析时，选取的强线不一定是同一物相的，这时应将这些线条以不同方式组合，有时因为有些物相含量底，只有一两条衍射线存在，甚至还不一定是强线，这时可先确定主相，然后再确定低含量物相。
（4）最后判定：若见检索后不能给定唯一准确的卡片，则需要根据实际经验和试样的实验条件及化学组成判定被测相唯一准确的PDF卡片。
四、实验内容及报告
1. 由教师在现场介绍衍射仪的构造，进行操作表演。
2. 学生进行操作实验，记录所分析的衍射图的测试条件，并将实验数据及结果以表格列出。
3. 以2-3人为一组，对获得的衍射实验数据进行物相定性分析并出具报告。
五、注意事项
1．X射线对人体有害，应尽量防止和减少对人休的照射，特别是直接照射。因此X射线衍射仪安装有铅玻璃防护罩。
2．出现紧急状况时，关闭衍射仪的高压。
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&岩石受压状态下动态累积损伤规律研究实验指导书
一、实验目的
1. 熟悉INSTRON试验机的主要结构和工作原理
2. 了解系统站点控制台软件的常用操作
3. 掌握动态试验控制软件的设置和使用
4. 掌握岩石受压状态下动态试验的完整测试过程
5、熟悉利用获取的原始数据进行相关的数据处理和分析
二、实验用仪器
1342型 电液伺服控制材料试验机
材料试验机主要针对材料的强度、刚度、硬度、弹性、塑性、韧性、延性、表面与内部缺陷等参数进行力学性能测试和分析研究，可以广泛地应于在矿企业、计量部门、科研院所的现场和实验室，具体领域涉及到航天航空、机械制造、石油化工、食品、医药包装、车辆制造、电线电缆、纺织纤维、塑料橡胶、建筑建材等各行各业。
试验机按加荷方法可分为动态试验机和静态试验机。一般来说，用户对动态试验机稳定性的要求要比静态试验机高很多。由于我国在动态试验机产品的整体机械系统、测控技术、应用软件与配套器件等方面与国外同类产品相比较还存在很明显的差距，尤其是技术含量高的高端产品，长期被国外生产企业占领。动态试验机中做得较好的国外有INSTRON公司和MTS公司等几家，这里我们准备以INSTRON公司的 1342型电液伺服控制材料试验机（见图1）为主要测试仪器，进行岩石受压状态下动态累积损伤规律研究。
理论和试验都表明，岩石在承受动、静载荷时，其本构关系和力学特性有很大差异。目前在岩石力学领域中，对岩石在静载作用下破坏的研究已经比较深透，而对动载作用下的岩石本构特征及应力波在岩体中的传输的研究也取得了很大的进展。但是到目前为止，对于在动态周期载荷作用下的岩石动态累积损伤及破坏情况的实验研究还不是很多，尤其是对于同一方向上既受到高静载作用，同时又承受周期性动载作用的岩体结构累积损伤的研究还刚刚起步。然而研究岩石在这种组合加载下的破坏规律对岩体工程的安全评价具有更大的现实意义，因为现实中的许多岩体工程(尤其是地下岩体工程)多是在这种动静组合载荷作用下逐渐发生内部损伤破坏的。
图1 INSTRON 1342型 电液伺服控制材料试验机
三、学习的主要内容
1. 仪器主要结构及闭环伺服控制原理介绍
1）了解电液伺服控制材料试验机的主要结构及功能
2）学习掌握先进材料试机验的闭环伺服控制原理
2. 控制软件操作与使用
系统控制软件是试验机的核心，它可以实现的人机对话、试验执行、数据的存储、伺服控制、数据采集、函数功能发生器、极限控制、数模及模数转换、调节和数据读取等控制功能。
1）了解系统控制站台管理软件的主要功能和常用设置
2）学习掌握动态测试试验软件SAX的操作使用
3. 实验过程与步骤
在进行正式测试研究之前，操作者需要首先了解测试的基本顺序和步骤，一个完整试验的大致过程如下：
（1）开启计算机，点击INSTRON
1342试验机专用试验平台站&Fast 8800II&；
（2）检查和设置你所用的站台参数是否符合试验要求。包括力的量程、位移量程、传感器的型号、规格等;
（3）打开SAX软件，进入做试验程序窗口；
（4）设置试验参数循环命令（命令、采集数据、循环荷载、次数、频率、波形等）；
（5）开启液压（先开低压，再转高压）；
（6）安装试样、安装引伸仪；
（7）设置保护（建议同时位移和载荷极限保护）;
（8）正式试验后，观察实验实时曲线，记录试件不同阶段的状态；
（9）完成试验后，停止试验程序，取下试件，关闭液压；
（10）取数据，打印结果。
针对本次研究，具体操作步骤如下：
第一步：进入站台控制软件主窗口，根据试验要求检查站点配置；
第二步：打开SAX动态测试软件窗口，进行试验参数设置；包括波形、控制模式，输入峰谷值、加载频率、循环次数等参数。
第三步：数据采集设置
使用SAX数据采控功能有多种方式可选择，如可以按时间间隔采样（如0.01秒），或采集加载过程中的峰/谷值，也可按采样频率采集（如设置采样频率为100Hz），最后定义好数据格式和保存路径。
第三步：试验操作
1）测试试件尺寸，粘贴应变片等；
2）打开冷却水系统；
3）开启液压。注意：先开低压，运行几分钟，如没有异常情况再开高压。
开液压油源时控制模式一定要在位移控制方式下；
4）安装试件。开动机架上的升降机构，根据试件尺寸，调整机架到合适位置；利用微调在试件上加所要求的竖向静载荷；
5）设置试验过程极限保护；
6）正式试验；
7）试验过程的监控；
8）结束试验；
9）保存试验数据、打印结果。
4、数据采集与处理
1）系统可自动完成载荷、位移、时间等原始数据的采集，并保存为标准Excel电子表格文件。
2）本次研究可以选择在不同静载级别中岩石动态累积损伤的频率、波形和幅值效应。具体数据处理方法为：将试验测得的不同条件下的每一个试件的原始数据，分别处理成应力—应变，应力—时间，轴向应变、侧向应变—时间等之间的关系，并绘制成图。计算出各种基本力学参数的平均值，汇总成表1，根据试验结果分析总结出岩石的动态累积损伤规律。
岩石受压状态下动态试验结果表
试验组编号
&&&&&&&& I
试样数（块）
竖向静应力（MPa）
动载幅值（MPa）
动载频率(Hz)
预设动载周期数
平均不可逆变形总量（mm）
平均弹性模量(GPa)
平均破坏周期数
四、实验内容及报告
1. 由教师在现场介绍仪器的构造及原理，进行操作演示。
2. 由教师讲解控制软件的操作和使用，学生在老师的监督下进行试验控制参数的设置，观察各种参数下仪器硬件与控制软件
间的互动状态。
3. 学生进行正式实验测试操作，获取原始实验数据。
4. 学生对获得的实验数据进行相关计算分析，出具实验报告，并总结出岩石动态累积损伤规律。
五、注意事项
INSTRON 1342型电液压伺服试验机系统是一个很复杂的系统，它涉及到液压、机械、电子等综合部件统一在一个系统的操作，而系统的操作环境又受到设备、试件、操作者的经验与专长等多种因素的影响，这说明系统可能在不可预见的环境下运行，因此，操作者需要注意以下一些事项：
仔细阅读相关的操作说明书，要熟悉其中提出的指示及警告，以防止有关险情的发生。
清楚了解系统的主要危险区
清楚了解系统的危险区，对保证操作者人身安全是十分重要的。因为任何系统都会在几分之几秒内产生很大的力，任何反应灵敏的人也难逃脱险情。现列出三个主要危险区：
（1） 在作动器活塞杆和试件运动时，载荷架平台与横梁之间为危险区。
（2） 运动中的机械联接为危险区，不要用身体的任何部分去接触它。
（3） 从液压油管所经过的地方经常仔细检查有无损坏。不要在此区域工作或做其它事，以防液压管泄漏。
3. 与作动器有关的事故预防
操作中常因错误指令，使作动器突然动作，导致设备损坏或造成人身伤亡及撞坏夹头、传感器和贵重试件的事故。下面的一些实例应重视和警觉：
（1）当失去反馈时，伺服控制器接收到一个偏差，作动器则以最快的速度运动，试图校正这个偏差，直至达到外部机械极限为止。反馈信号来自传感器。因此，必须认真保护电缆，使它不受损伤，以减少作动器突然动作的可能性。
（2）严禁未设定好限位器就进行试验，测试力值时禁止超过满量程值的110%。
（3）设备运转时，操作者不得离开工作岗位，以防发生问题时无人处置。牢记系统上所有的紧急停机开关，在出现紧急情况时，应立即按下控制仪器上的红色急停按钮关闭整个系统，（重启时按急停按钮指示方向转动并松开即可）。
(4) 在高压下电源出故障，作动器的动作是相当猛烈的，如装有试件，将会产生拉力或压力。在开高压作试验时，切记不要随意按计算机键盘上的按钮，因我们的程序全由计算机控制，可能每一个键都有特定的功能，否则将会引起错误的指令，而损坏仪器及试样。
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ICP-AES仪操作与Al合金中元素分析实验指导书
一、实验目的
1.掌握ICP-AES法分析的原理和仪器的构造。
2.学会Baird PS—6型ICP-AES仪的基本操作技术。
3.掌握利用本仪器测定Al合金中多元素的基本方法。
二、实验用仪器
公司PS—6真空型ICP-AES仪
三、方法原理
ICP光谱分析是一种物理化学方法，在室温下，物质中的原子处于基态，当受到外界能量作用时，其外层电子获得能量将向高能级跃迁而成为激发态，但激发态原子是很不稳定的，平均寿命一般只有10-8秒，很快又会向低能级或基态跃迁，同时发射出相应能量的电磁辐射，产生发射光谱。
辐射能量与辐射波长之间的关系可用爱因斯坦－普朗克公式表示：
△E＝En-Ei=hC/λ
这里En、Ei分别为高能级和低能级的能量，h是普朗克常数，C是光速，λ为波长。当外加的能量足够大时，还可以发生电离，发射出离子光谱。
由于每种元素的原子结构不同，每一个元素都可以发射出特定波长的谱线，即特征谱线。因此根据光谱线的波长就可确定元素的种类进行定性分析。
光谱定量分析主要是根据谱线强度与被测元素浓度的关系来进行的，光谱线的强度I与元素的浓度C有一个基本关系式，叫赛伯－罗马金公式：
或两边取对数
lgI=blgC+lgA
式中A、b是两个常数，A是与试样的蒸发、激发过程及试样组成等有关的参数，b是自吸系数，当浓度很小无自吸时b≈1，强度与浓度呈线性关系，测得谱线强度即可求出浓度。根据光谱线强度可进行定量分析，这就是发射光谱定量分析的依据。总之，ICP分析的原理就是根据光谱线的波长和强度进行定性和定量分析。
ICP-AES仪分为激发光源、分光系统和检测系统三个部分。
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&1、 激发光源
即ICP光源，当ICP炬管接上高频电源，高频电流流过感应线圈的时候，在炬管中产生高频磁场，这时向炬管内通入工作气体氩气，并用一感应线圈产生电火花点火，使氩气发生部分电离，产生部分离子和电子，这些离子和电子又在高频磁场和因为电磁感应在石英管中心部分形成的高频电场的共同作用下被加速，进一步跟气体原子相互碰撞，使它们电离，这样在单位时间里电子密度急剧增大，相应的离子密度也增大，当这些带电粒子达到足够的导电率时，就会产生一股垂直于管轴方向的环形涡电流，强大的电流产生的高热瞬间就将气体加热至近10000k的高温，并在管口形成一个火炬形状的稳定的等离子体，ICP的形成实际上是气体电离为离子和电子的过程。ICP具有高温、环状通道、惰性气氛、自吸现象小等特点，它的作用是提供能量，使被分析物蒸发、原子化或离子化，使原子或离子激发而发射出特征光谱。一个好的光源必须具有足够的能量，输出功率稳定性好，点火容易，发热量小，火焰稳定，样品组成影响小，线性分析范围大等。它主要是由高频发生器与感应线圈、ICP炬管与供气系统及进样系统三部分组成。
（1）、高频发生器与感应线圈：高频（射频RF）发生器通过感应线圈给等离子体输送能量，维持ICP光源稳定放电，目前ICP的RF发生器主要有两种震荡类型，即自激式和它激式，频率为27.12MHz或40.68MHz，最大输出功率为1.5-4KW。感应线圈是以圆铜管绕成的2－5匝水冷线圈，和高频发生器相连接，等离子体炬管放置在感应线圈内，如图所示。
（2）、ICP炬管：等离子体在炬管的上方形成，炬管是一个三层同心结构的石英管，每层石英管之间分别通入氩气流。
冷却气：外层沿炬管的切线方向通入氩气，称为冷却气，它主要起冷却作用，用于隔离等离子体和炬管，使炬管冷却，保护炬管及维持、稳定等离子体炬，流量一般为10－15L／min ；视功率的大小以及炬管的大小、质量与冷却效果而定。
辅助气（等离子气）：沿切线方向通入中心管与中层管之间，其流量在0.5-1.5L/min，主要用于点燃等离子体和保护中心注入管，在等离子体点火的时候，中间形成丝状放电，使等离子体容易点火；保护中心管和中层管的顶端，尤其是中心管口不被烧熔或过热，减少气溶胶所带的盐分过多地沉积在中心管口上。另外它又起到抬升ICP，改变等离子体观察高度的作用。
内层为载气，从进样系统的雾化器通入，它的作用是雾化，将样品溶液转化为粒径只有1-10um雾滴，悬浮在气体中形成气溶胶，并在等离子体中打通一条通道，将样品气溶胶引入ICP中，对雾化器、雾化室、中心管起清洗作用。载气的流量一般在0.4-1.0L/min。
三种气体均使用惰性气体氩气，因为它容易纯化而且性质稳定，Ar是单原子分子，不与试样组分形成难解离的稳定化合物，也不会因为分子离解而损失能量，有良好的激发性能，本身的光谱也简单。
（3）、进样系统：进样系统是将样品溶液雾化连续导入ICP中。液体进样的过程是：样品溶液经过蠕动泵恒速进入雾化器中，经过雾化器的雾化作用转化为粒径很小的液滴，悬浮在载气中形成气溶胶。随后进入雾化室，一个是除去大于10m直径的雾滴（通过雾室下面的废液管排出，流到排污水桶内），使雾粒均化，第二是减少雾化过程的波动，使气溶胶平稳地进入等离子体中，在等离子体中进行蒸发和激发，发射出元素特征光谱。
最常用雾化器是同心雾化器，它由两根严格同轴的玻璃管组成，中间是一根毛细管，载气从毛细管四周的缝高速喷出，使毛细管出口处形成负压，使溶液喷射成雾状细粒。
常用的雾化室有筒型、梨型和旋流雾化室。
分光系统：作用是将复合光束分解为单色光，得到一条按波长顺序排列的光谱。分光元件为光栅，根据光的衍射现象进行分光。
等离子体中产生的电磁辐射通过石英透镜，从入射狭缝进入分光系统，被衍射光栅(1米)色散成按波长顺序排列的光谱，通过焦面的不同波长位置处刻划成的相应出射狭缝，被光电倍增管检测。为了测量波长范围小于200nm以下的元素，就必须在真空状态下工作，用来消除空气对这些谱线的吸收，这就叫做等离子体真空光谱仪，它可以分析那些特征谱线波长比较短的元素，如P、S、B、As、Hg、Se等。
3、检测系统：本仪器用的检测器是光电倍增管，由于光谱范围比较宽，从170nm－767nm，采用了不同型号的光电倍增管。
五、操作规程
1．打开仪器稳压电源，调节输出电压为220V。打开仪器的总电源开关、控制电路开关、真空泵开关。几分钟后把真空泵上的旋钮开关从水平逆时针旋至垂直，当真空计显示的真空度小于50mic时，找开读数系统的开关和Reset键。稳定数小时。
2、打开排风系统的电源开关，排出废气，维持室温恒定。
3、打开高频（RF）发生器的稳压电源，将输出电压调至210V左右，将高频发生器开关拔到ON的位置。
4、按下控制面板上的GAS＆WATER FIOW 和CARRIER GAS开关，其指示灯亮。打开氩气我钢瓶，调节输出气压为.6MPa，将仪器右下方的ARGON GAS 开关拨到ON位置上。调节冷却气、辅助气及载气的流量到所需值上，控制面板上的RF OFF指示灯亮；接通蠕动泵，使蒸馏水进入雾室。
5、按下控制面板上的CARRIER GAS开关，其指示灯熄。按下RF ON键，其指示灯亮，同时RF OFF灯熄。调节RF POWER旋钮使INCIDENT　POWER表头指针指到50处，快速按一下IGNITION开关，点燃等离子体炬，再按一下CARRIER GAS开关，指示灯亮，然后将RF POWER旋钮调到所需的功率上，其REFLECTED POWER指针位置应小于5。预热20min左右后即可进行分析。
6、启动计算机，进入ICP530软件系统。
7、校正光学系统：利用汞253.6nm线准直校正光路。
8．进入样品分析程序：测定空白、标准化因子、标准和样品。
9、关机程序：分析完成后，用蒸馏水冲洗，充分洗涤雾化器和雾室。调节RF POWER旋钮，使INCIDENT　POWER表头的指针为0，等离子体火焰熄灭。按下RF OFF开关，其指示灯亮，同时RF ON的指示灯亮。切断蠕动泵电源，关闭氩气钢瓶，待仪器右下方的两个气体流量指示器的指针为0时，按下GAS＆WATER FIOW 和CARRIER GAS开关，其指示灯熄。待等离子体火焰停弧约15min后，依次关上射频发生器开关、高压稳压系统开关和排风系统的开关。
10、退出仪器操作系统。
六、实验内容
1、分析条件
高频发生器：40.68MHZ；入射功率1.1KW，反射功率&5KW；
冷却气流量10L/min，等离子气流量0.4L/min，载气流量0.35L/min；
观测高度10mm；蠕动泵泵速：800；同心雾化器，旋流式雾室，积分时间5s，积分次数5次。
2. 标准溶液及试剂：
所有元素的标准储备液均采用光谱纯或高纯（＞99.99％）的金属或化合物配制而成，元素含量为1mg/ml，使用时稀释成相应浓度。
盐酸、硝酸均为优级纯，水为二次蒸馏水。
称取0.10g样品于100ml烧杯中，加入10mlHCl(1+1)，低温加热溶解，冷却后移入50ml容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀待测。
4．工作曲线的绘制
根据实验条件，按照仪器的使用方法，测量标准溶液系列中各元素的强度。利用仪器软件，将元素的强度对浓度进行线性回归。
5．样品的分析
在相同实验条件下，测定Al标准溶液和样品中各元素的含量。以Al标准溶液作为背景扣除计算样品中各元素含量。
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LCMS-2010A液-质联用仪操作生物样品分析方法建立指导
熟悉LCMS-2010A液-质联用仪的基本原理、仪器结构及基本操作；
熟悉利用本仪器建立生物样品分析方法的基本程序
（一）、仪器基本原理、结构及操作
质谱仪是按照离子的质荷比(m/z)不同,来分离不同分子量的分子.测定分子量进行成分和结构分析.& 离子的生成方式有失去或捕获电荷(如:电子发射,质子化或去质子化)&&
主要组成部分:
1.液相色谱
3.质量过滤器(分析器)
4.离子检测器
高效液相色谱-质谱联用仪的在线使用首先要解决的问题是真空的匹配。质谱工作需在高真空下完成，要与常压下工作的高效
液相色谱（即大量流动相的涌入）-质谱接口相匹配并维持足够的真空，只能采取增大真空泵的抽速，分段、多级抽真空的方
法，形成真空梯度来满足接口和质谱正常工作的要求。现有的
商品仪器多采用该方法。
在此主要介绍以下二种电离方式：
1、电喷雾(Electrospray Ionisation简称 ESI)：其电离过程是&离子雾化&。当样品溶液流出毛细管的瞬间，在加热温度、雾化气（N2）和强电场（3-5kV）的作用下溶剂迅速雾化并产生高电荷液滴。随着液滴的挥发，电场增强，离子向表面移动并从表面挥发，产生单电荷或多电荷离子。通常小分子得到[M+H]+或[M-H]- 单电荷离子。而生物大分子产生Z&1的多电荷离子。由于质谱仪测量的是质量电荷比（m/Z）。因此质量范围只有几千质量数的质谱仪能够检测质量数十几万的生物大分子。
ESI 属于最软的电离技术。其特点是通常只产生高丰度的准分子离子峰。因此可测定不稳定的极性化合物，并可直接分析混合物；多电荷离子的形成可分析大分子量化合物，如蛋白质和寡核苷酸。（对蛋白质的离子化效率接近100%）；通过调节离子源参数可控制离子的断裂，从而给出结构信息有助于化合物的定性分析（也称源内CID）。
ESI可供选择的离子化模式有ESI（+）或ESI（-）。
2、大气压化学电离（Atmospheric Pressure Chemical Ionisation简称APCl）：用于 HPLC/MS的APCl技术与传统的化学电离不同，它并不采用诸如甲烷一类的反应气体，而是借助电晕放电（corona discharge）启动一系列气相反应来完成离子化过程。与ESI接口区别在于增加了一根电晕放电针，其功能为发射自由电子首先轰击空气中O2、N2、H2O产生如O2+、N2+、NO+、H2+O等初级离子，再由这些初级离子与溶液中样品流出毛细管时被氮气流雾化到加热管中被挥发的样品分子进行质子或电子交换而使其离子化形成[M+H]+或[M-H]- 离子，而后聚焦，进入分析器。
APCl也属于软电离技术。其特点是只产生单电荷的准分子离子峰。适用于分析弱极性的小分子化合物；快速地分析流动相含水量高或低的样品，适合做梯度洗脱；具有通过调节接口内锥孔上的电压来控制分子离子在离子源内的断裂程度（源内CID），来获得结构信息。
APCl可供选择的离子化模式有APCl（+）或APCl（-）。
开机：开质谱电源开关，开液相电源开关，开计算机后使其与仪器通讯连接，开真空泵。真空达到要求的真空度时，用标准溶液对仪器进行自动调整。
设定质谱参数：电离源和电离模式选择，分析条件设置，数据采集的范围和条件设置。
本底检查：按设定的色谱和质谱条件运行一遍空程序以检查基线和本底，若发现分析柱不干净，则应停止运行程序，将色谱流路与质谱断开，冲洗分析柱，待柱子洗干净后再进行样品分析。
运行样品：用样品溶液洗注射器5-10次，每次20-30mL。
在计算机上运行设置好的程序，待温度达到设定值时，按&Start&按钮，进样，计算机开始自动采集数据。
运行完第一个样品后，再重做一遍此样品，然后用相应的溶剂洗针5—10次，准备做下一个样品。一天分析中至少要重做一个样品，以检查仪器是否正常。
关机：先关加热部分的温度，待温度降下来后，关流动相，再关气体，关工作站和计算机。
调出色谱图，根据需要分别打开紫外和质谱图窗口。若图谱未达到要求，需重新改变色谱和质谱条件。选出要分析的质谱总离子图，选择相应的离子峰，进行定性分析；设置好处理参数，对其进行积分，进行定量分析。
（二）方法建立（以测血浆中罗红霉素为例）
1 主要试剂
罗红霉素（对照品，购自中国药品生物制品检定所）含量：949U/mg，
麦迪霉素（内标，中国药品生物制品检定所）。
乙腈（色谱纯，Caledon Company）；
正己烷（分析纯，天津市大茂化学试剂厂）；
二氯甲烷（分析纯，天津科密欧化学试剂开发中心）
异丙醇（光谱纯，上海试剂一厂）
甲醇（色谱纯，浙江临海市浙东特种试剂厂）；
其它试剂均为国产分析纯(AR级)。
2 标准液的配制
用甲醇配制罗红霉素标准贮备液（116 mg×ml-1），置4℃冰箱中保存，使用时用流动相稀释至所需浓度。用甲醇配制麦迪霉素标准液（40μg×ml-1），作为内标。
色谱质谱条件
色谱柱：Thermo
Hypersil-HyPURITY C18（150×2.1
5μm）；柱温：45°C；流动相：10mM乙酸铵（1.5％乙酸，0.1％TFA）：甲醇：乙腈 =38：365：26；流速：0.25ml/min；
电喷雾电离源（ESI），选择性正离子监测（SIM）, 质荷比（m/z）为838(罗红霉素， M+H)，815（麦迪霉素，M+H）带正电荷的分子离子峰，电离源电压4.5kV，喷雾气氮气（N2）的流速为1.5L/min.，干燥气体氮气流速为10L/min。脱溶剂温度为250℃， 检测器电压1.5kV。
4 样品处理
吸取0.1ml血浆，置2ml离心管中，加入内标液50μl，0.1ml饱和碳酸钠溶液，漩涡混匀，加提取液（正己烷：二氯甲烷：异丙醇＝20：10：1）1ml，漩涡振荡提取3min，14000r/min离心5min。吸取上层有机相于真空干燥器中抽干，残渣用流动相0.1ml溶解，离心，取上清液5μl进样。记录色谱图，内标法以峰面积定量。
5 线性范围和最小可定量浓度
用空白血浆将罗红霉素标准贮备液稀释成31.25～4000ng.ml-1的系列浓度溶液, 31.25，62.5，125，250，500，，4000ng.ml-1，按样品处理方法处理并测定，以罗红霉素峰面积与内标峰面积之比对浓度进行线性回归。得回归方程为：
6 回收率及精密度
萃取回收率：配制含罗红霉素浓度分别为低、中、高3个浓度（62.5、250、2000 ng.ml-1）标准系列血样各5份；按&血浆样品处理&项下操作，记录罗红霉素和内标峰面积。另配制含罗红霉素浓度分别62.5、250、2000 ng.ml-1，内标浓度为10mg.ml-1的流动相溶液各1mL，直接进样5ml，记录罗红霉素和内标峰面积。比较血浆样品和流动相样品的峰面积，分别计算罗红霉素和内
标的萃取回收率。
7 样品稳定性试验
7.1 血浆样品室温放置稳定性
用空白血浆配制相当于罗红霉素浓度为62.5、250、2000 ng.ml-1的样品，在室温条件下放置，分别在0、2、4、6、12 h按上述方法测定，计算罗红霉素的浓度，结果样品在室温放置12
7.2 血浆样品冻融稳定性
用空白血浆配制相当于罗红霉素浓度为62.5、250、2000 ng.ml-1的样品，在-20°C冰箱中冷冻后取出，室温融化，测定罗红霉
素的浓度，重复操作4次，结果样品在4次冻融过程中稳定。
7.3 血浆样品冷冻放置稳定性
用空白血浆配制相当于罗红霉素浓度62.5、250、2000ng.ml-1的样品，在-20°C冰箱中放置，分别在0、5、10、20、30天取样（从测定开始），按上述方法测定，计算罗红霉素的浓度，结果
样品在冷冻条件下放置30天内稳定（因测定工作在样品放置的
第30天结束，因此，最后的样品稳定性实际考察时间为30天）。
8 质控样品
用空白血浆配制相当于罗红霉素浓度分别为62.5、250、2000ng.ml-1的质控样品，在每批样品测试中都进行测定，作为质控样品，平行操作2份。结果质控样品的实际测定结果与靶值接近。