生物分析技术

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇生物分析技术范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

生物分析技术范文第1篇

关键词：食品检测　生物技术　应用

食品安全问题是由于食品中含有毒、有害物质，对人体健康产生危害而造成的公共卫生问题。近年来，食品安全问题已成为人们普遍关注的社会热点问题，引起了政府和公众的广泛重视。目前，国内的食品安全问题的产生既有政府监管不严、制度体系不完全的原因，也有食品检测技术不够科学先进的原因。随着食品工业的快速发展，对食品检测技术提出了更高的要求，传统分析方法难以满足当前食品检测的需要，灵敏度高、特异性强、简便快捷的生物技术逐渐在食品检测领域大放异彩，文章将对此进行详细论述。

一、生物技术概述

生物技术是利用生物有机体及其组成部分，或是利用其组织、细胞、酶来合成、转化、降解，从而实现生产产品等目的的技术。生物技术在食品领域的应用已经有几百年的历史，从最初的面包、酱油生产，如今已延伸到食品领域的各个方面，得到了长足的发展和不断的完善。现代生物技术是建立在细胞生物学等学科基础之上的高科技技术，包括细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程等诸多类技术。细胞工程是以动物、植物细胞及细胞融合技术为基础的一类生物技术，主要用于食品生产；酶工程是通过特定细胞酶来控制食品生产过程中的物质转化；基因工程是通过重组基因来改造食品生物特性，起到生产特殊产品的作用；食品发酵技术如今已发展为发酵工程学，用于预定食品及成分的生产。

二、生物技术在食品检测中的应用

生物技术在食品检测中的应用，表现在食品中微生物、转基因成分等对人体有毒有害物质的检测。例如借助细菌学、血清学方法可以检测食品中是否含有致病菌，但是这些传统生物技术方法操作繁琐，耗时较长，目前应用更多的是操作简便、快捷且精准的生物芯片、胶体金免疫层技术、PCR技术、酶联免疫吸附法、基因探针等生物技术。

1.生物芯片的应用

生物芯片技术是建立在现代生物化学、物理化学、计算机科学等诸多学科交叉的基础上的，检测原理是利用生物分子间的抗原、抗体等亲和反应或碱基对互补杂交，检测、分析样品中的成分。由于生物芯片技术可在小面积内对多种生物分子进行并行检测分析，分析量很大，因而检测效率较高，检测结果具有很好的可比性。

生物芯片包括基因芯片和蛋白质芯片。基因芯片是将基因探针固化在检测工具表面，利用软件分析检测工具与样品间发生的基因杂交信息，从而检测出遗传信息。基因芯片可同时进行定性定量检测，能够快速检测分析大量序列的杂交信息。蛋白质芯片的原理则是利用生物分子间的特异性结合来测定样品成分，具体操作与基因芯片技术类似。基于基因芯片和蛋白质芯片的原理及特点，生物芯片技术通常用于转基因食品、原料、病原微生物的检测。

2.胶体金免疫层技术的应用

一直以来，胶体金免疫层技术在医学领域得到了广泛的应用，近年来逐渐应用于食品检测领域。胶体金免疫层技术具有操作简单、耗时较短等优势，一般需要定性分析或半定量分析，主要用于有害微生物、药物残留、违禁药物的检测。该技术用于有害微生物的检测较多，例如检测食品中是否含有大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等致病菌，较为常见的检测方法是双抗体夹心法；用于药物残留的检测是通过制得的抗体抗原与药物残留反应来分析食品中是否含有黄曲霉毒素、磺胺类药物、氯霉素等残留；用于违禁药物的检测一般是利用竞争免疫层析法来分析食品中是否含有罂粟碱、吗啡等物质。目前国内应用胶体金免疫层技术仍处于初级阶段，尚未投入广泛的应用，还有待新型免疫层析产品的开发、研制。

3.PCR技术的应用

PCR技术是上世纪八十年代产生的一种技术，借助体外扩增DNA来实现转基因食品以及病原微生物的检测。传统PCR技术早于1992年便用于病原菌的检测，但直到近年来才得到广泛应用，目前可用于检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。但在实际应用中，传统技术存在一些缺陷，无法定量检测，而且存在死细菌的环境下检测结果不准确，难以检测微生物毒素，因此在传统技术的基础上经过一系列改进和技术融合产生了多种改进的PCR技术，包括实时定量的PCR技术、PCR―DGGE技术、巢式及半巢式PCR技术等。定时定量的PCR技术是在传统技术中加荧光基团来实现实时检测，能够做定量分析，主要应用于检测外源基因污染、病原微生物、掺假量等，例如检测葡萄中的曲霉菌、肉骨粉中的牛羊源成分。PCR―DGGE技术在传统PCR技术基础上结合变性梯度凝胶电泳技术，不仅特异性强，而且敏感度高。巢式及半巢式PCR技术通过设计两对或1对半引物来降低假阳性结果的产生，使检测下限大幅度下降，检测结果通常无需其他方法再验证。

4.酶联免疫吸附法的应用

酶联免疫吸附法是利用免疫或酶促反应来进行食品检测，具有操作简便、特异性强、耗时短、灵活、可批量检测的优势。酶联免疫吸附法用于有毒有害物质的检测比常规培养法耗时少三至四天，而且无需特殊设备支持，结果易于观察辨别，样品易于保存，例如有研究用该法检测牛奶中的沙门氏菌敏感性100%、特异性99.7%，检测时间不超过3天，因而广泛应用在黄曲霉毒素等毒素检测、残留药物检测、过敏原检测、生理活性物质检测、转基因食品检测等领域。

5.DNA探针技术的应用

DNA探针技术利用碱基对结合原理制成DNA探针，能够检测样品中的碱基序列，从而判定样品基因序列。由于该技术操作简便，而且检测结果精确度高，应用十分广泛，通常用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等检测。DNA探针技术主要有异相杂交和同相杂交两种技术，其关键在于针对检测目标构建相应的DNA探针，只有DNA探针的基因序列具有针对性和特异性，方能取得理想的检测结果。

三、结语

近年来，随着生物技术的发展和进步，其在食品安全领域发挥了越来越重要的作用，在食品检测的各个方面得到了广泛的应用。然而虽然生物技术普遍具有成本低、操作简便、效率高、特异性高等优势，但是在实际应用中各种生物检测技术均存在自身的局限性，需要结合实际需要灵活选择、搭配。为了更好的提高食品检测水平，解决食品安全问题，还需要开发新的生物检测技术和方法，对现有技术方法不断进行优化，这需要相关领域的专家学者持续不懈的努力

参考文献

[1]谢修志.生物技术在食品检测方面的应用[J]．生物技术通报．2010（1）．

[2]唐亚丽.生物芯片技术及其在食品营养与安全检测中的应用[J]．食品与机械，2010（5）．

[3]刘彦辉.浅议生物技术在食品检测方面的应用[J]．黑龙江科技信息，2011（16）．

[4]胡朝晖.生物传感技术在食品生物安全检测中的应用[J]．现代生物医学进展，2009（17）．

[5]吴彤.现代生物技术在食品检测领域中的应用[J]．大众标准化，201l（S1）．

[6]张奇志.DNA探针和　PCR技术在食品检测中的应用[J]．广东农工商职业技术学院学报．2007（23）．

生物分析技术范文第2篇

【关键词】生物强化技术；污水处理；作用

生物强化技术是目前比较常用的废水处理技术之一，这种废水处理方法可以通过特殊菌种的新陈代谢，将废水中的一些物质分解、吸收，以此来达到净化污水的效果。与物理和化学处理手段相比，生物手段处理废水具有低成本、高效率的优点，而生物强化技术更是体现出了易操作、针对性强等独有的优点，因而在近年来成为了废水处理领域的研究热点。

一、生物强化技术

生物强化技术，通过向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物来增强生物量，以强化生物量对某一特定环境或特殊污染物的反应。投入的菌种与底质之间的作用分为直接作用和共代谢作用。

二、生物强化技术作用原理

生物强化技术中，投入的菌种与基质的作用方式主要是直接作用和共代谢作用两种：

1、直接作用

通过驯化、筛选、诱变、基因重组等技术得到一株以目标降解物质为主要碳源和能源的微生物，并向处理系统中投入一定量的该菌种，以达到去除的效果。目前，直接作用所使用的菌株大多是通过质粒育种以及基因工程构建得到的。

1.1质粒育种：将两种以上的微生物，以细胞融合的方式，使工体菌的质粒转移到受体菌内，从而培育出具有多种功能的新菌种。例如，将能够降解芳烃、萜烃、多环芳烃的质粒，通过细胞融合技术，转移到能够降解脂烃的菌体中，所得到的菌珠便能够降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂烃四种物质

1.2基因工程构建：基因工程构建法是通过人工手段把需要的供体 DNA 提取出来，进行切割、重组，然后将重组体导入某一受体细胞中，以便外来的遗传物质在其中进行复制扩增和表达，而后进行重组体克隆筛选和鉴定，最后对外源基因表达产物进行分离提纯，从而获得新品种。

2、共代谢作用

对于废水中的一些有害物质，微生物无法直接将其作为碳源及能源生长，但是能在一定条件下将其降解，使其化学结构发生改变而降低其有害性。共代谢的类型主要有三种。

2.1菌株在新陈代谢过程中，将二级基质共同氧化，其作用原理是微生物将一级介质作为能源或者碳源，进行新陈代谢，并产生特定的酶。进一步利用酶来实现对二级基质的降解。但是有时单一的碳源无法满足微生物的代谢需要，因而必要时可补充碳源。

2.2不同微生物之间的协同作用。有些污染物的降解要依靠两种甚至更多微生物的协同作用来完成，因为有些微生物对一些污染物进行降解后，只是制造了一些氧化物，而自身并没有生长，而这些氧化物最终又被另一种微生物降解，从而彻底除去污染物

2.3休眠细胞对污染物的降解。当一级介质不存在时，微生物往往会处于休眠状态，而处于休眠状态的微生物在含有不同有机物的污水中所产生的酶是不同的，而这些污水中的酶若在一定条件下相互作用，往往会使废水中的不同有机物得到降解。

三、生物强化技术的应用

1、生物强化技术处理焦化废水

焦化废水往往成分及其复杂，无机物和有机物地种类较多，其中不乏难以降解的物质，因而往往被认为是一种难降解工业废水。目前主要通过投放高效菌种，固定化高效降解微生物法等微生物强化技术来实现焦化废水的处理。

2、生物强化技术处理印染废水

有机染料被广泛应用，因而印染废水中的有机物含量往往很大，以往，主要采用好氧生物膜法来处理印染废水，很难有效去除废水中的有机物。近年来，有实验表明高效脱氧色菌和 PVA 降解菌接踵厌氧 - 好氧处理系统对印染废水进行处理时，生物膜形成速度加快，作用效率高、稳定性好。可见生物强化技术在印染废水处理领域也应当得到广泛的应用。

3、生物强化技术处理制药废水

近年来，以混合菌种处理制药废水的方法逐渐得到了肯定，并在一定范围内得到了推广，与单一菌种相比，混合菌体现出了更强的降解能力，特别是降解速度、降解效率得到了明显的提高，稳定性和抑制其他杂菌入侵的性质也得到了明显的改善，这些特性是任何单一菌种所无法替代的。

总而言之，由于成本低廉、操作简单、效率较高，生物强化技术在污水处理领域得到了逐渐的推广，并取得了显著的效果。随着对生物强化技术研究的不断深化，很多污水处理技术难题得到了解决，一些新型的菌株逐渐在污水处理中体现出良好的性能。我们应注意吸取最新的生物强化技术信息，勤于创新和实践，才能更好地通过生物强化技术手段来提高污水处理系统的处理能力。

参考文献

[1] 梁立伟， 赵兴龙， 林李娟， 陈福霞. 生物强化技术在污水处理中的应用 [J]. 油气田环境保护 .2010（4）：1.

[2] 信欣， 王焰新， 叶芝祥， 氧依金， 张雪乔. 生物强化技术处理高盐有机废水 [J]. 水处理技术 .2011（34）：66.

生物分析技术范文第3篇

关键词：生物质；发电；比较；展望

Abstract：This paper presents a comparative analysis on three kinds of biomass power generation technologies，including cofiring of biomass with coal in existing power boilers，Biomass gasification and power generation technology，Biomass direct combustion and power generation technology. Point out the obstacle of the development of biomass power generation ,then looking to the future ofbiomasspowergeneration.

Keywords: biomass; power generation; comparation ; looking

中图分类号： TM6 文献标识码： A 文章编号：

我国是农业大国, 生物质资源种类多, 数量非常巨大, 全国每年可利用的生物质能资源总量估计可达7 亿吨标准煤以上。生物质能属于清洁能源,其利用可实现CO2零排放, 是替代煤、石油和天然气等矿物燃料的重要能源，开发利用生物质能, 对于国家能源安全、CO2减排和社会可持续发展都具有重要意义。

一．几种主要的生物质发电技术及其比较

生物质发电技术主要包括生物质直燃发电、气化发电以及与煤混合燃烧发电等技术。

1.1 生物质直燃发电

生物质直接燃烧发电是指把生物质原料送入适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧，产生蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。

国内生物质直接燃烧发电的锅炉主要有两种：炉排炉、循环流化床锅炉。

炉排炉主要是国能生物质发电公司引进丹麦BWE公司研发的生物质燃烧发电技术以及国内锅炉厂家根据丹麦技术进行的改进技术。在国内，浙江大学循环流化床燃烧技术方案已经在中节能投资的宿迁生物质发电厂实施应用，这是世界上第一台具有自主知识产权的纯烧秸秆的循环流化床锅炉。除了浙江大学以外，国内还有多家机构进行生物质循环流化床锅炉的研发。

炉排炉燃烧对生物质原料的预处理要求较低，生物质经过简单处理甚至无须处理就可投入炉排炉内燃烧。流化床燃烧要求将大块的生物质原料预先粉碎至易于流化的粒度，其燃烧效率和强度都比炉排炉高。和流化床锅炉相比，炉排炉更适合燃烧单一稳定的燃料，在燃料适应性方面较差，燃料品种和性质的改变可能造成锅炉效率的下降。燃料适应性好是循环流化床锅炉的一个特点。对低质量的燃料，循环流化床锅炉都能够很好的适应。另外，循环流化床锅炉更能适应变负荷情况下运行，并能够保持较高的效率。

1.2 生物质气化发电

生物质气化发电是指生物质在气化炉中气化生成可燃气体，经过净化后驱动内燃机或小型燃气轮机发电。气化炉对不同种类的生物质原料有较强的适应性。内燃机一般由柴油机或天然气机改造而成，以适应生物质燃气热值较低的要求； 燃气轮机要求容量小，适于燃烧高杂质、低热值的生物质燃气。生物质气化发电包括小型气化发电和中型气化发电两种模式。小型气化发电采用简单的气化-内燃机发电工艺，发电效率一般在14%~20%，规模一般小于3 MW。中型气化发电除了采用气化-内燃机( 或燃气轮机) 发电工艺外，同时增加余热回收和发电系统，气化发电系统的总效率可达到25%~35%。

我国对生物质气化技术的深入研究始于上世纪80 年代，经过20 多年的努力，我国生物质气化技术日趋完善。但与发达国家生物质气化技术相比，国内生物质气化装置基本上是以空气为气化剂的常压固定床气化技术，如河北的ND 系列、山东的XFL系列、广州的GSQ 系列和云南QL系列。这些固定床气化炉应用在不同场合取得了一定的社会、环保和经济效益。但在技术上存在着一些问题，如气化得到的生物质燃气热值和利用率低、燃气中焦油含量高等，制约了生物质气化技术在我国的商业化推广。

1.3 生物质混合燃烧发电

生物质混合燃烧发电是指将生物质原料应用于燃煤电厂中，和煤一起作为燃料发电。生物质与煤有两种混合燃烧方式: ①生物质直接与煤混合燃烧。生物质预先与煤混合后再经磨煤机粉碎或生物质与煤分别计量、粉碎。生物质直接与煤混合燃烧要求较高，并非适用于所有燃煤发电厂，而且生物质与煤直接混合燃烧可能会降低原发电厂的效率。②将生物质在气化炉中气化产生的燃气与煤混合燃烧，即在小型燃煤电厂的基础上增加一套生物质气化设备，将生物质燃气直接通到锅炉中燃烧。这种混合燃烧方式通用性较好，对原燃煤系统影响较小。

由于计量、监管和落实生物质发电补贴政策的困难，国家对生物质混烧发电的政策扶持较少，导致国内生物质混烧发电厂较少。一般来说，混烧发电具有建设周期短，投资少的特点。另外混烧发电的燃料组织比较自由，可以根据燃料的成本以及供求状况进行调整，这也从一定程度上保证了燃料供应的可靠性。与煤相比，生物质氮、硫含量低，和煤混合燃烧后能够有效降低污染气体排放量。

对以上三类生物质发电技术进行分析比较，可以得出：

生物质直接燃烧发电技术比较成熟，但在小规模发电系统中蒸汽参数难以提高，只有在大规模利用时才具有较好的经济性，比较适合于10 MW以上的发电系统。

由于低热值燃气轮机技术尚未成熟，因此生物质气化发电技术仅适用于10 MW以下中小规模发电系统，气化—余热发电系统效率较高，特别适用于5～6 MW的发电系统。

生物质混烧发电技术在已有燃煤电站的基础上将生物质与煤混烧发电，混烧发电对原有电站的影响比直接混烧发电对原有电站的影响小，通用性较强。投资成本是三类技术中最少的，但可能降低原燃煤电站效率。

二．生物质发电产业发展障碍及展望

2.1生物质发电产业发展存在的障碍

（1）技术障碍。以秸秆直燃锅炉为例，国内没有专门秸秆直燃锅炉的设计生产经验，已建和拟建的秸秆直燃发电项目主要引进丹麦BWE技术。由于对引进的技术和设备不能完全吸收及高效使用，使机组无法安全稳发、满发，缺乏核心技术及备品配件，投产后的生物质发电企业也有可能长时间受制于国外企业。

生物分析技术范文第4篇

关键词：玉米螟；生物；综合；防治；技术

中图分类号：S433.4 文献标识码：A

1 玉米螟形态特征及其危害

玉米螟，别名钻心虫、玉米髓虫、粟野螟、挖心虫、钻茎虫、箭杆虫，属鳞翅目、螟蛾科。成虫为黄褐色，体长10～13mm，翅展20～30mm；老熟幼虫，体长25mm左右，圆筒形，头黑褐色，背部颜色有浅褐、深褐、灰黄等。在我国，玉米螟主要分布在辽宁、吉林、黑龙江、河北、河南、山东、山西、陕西、江苏、浙江、四川、广西、广东等地，发生代数随纬度变化而有显著的差异：N45°以北1代，N40°～ 45°2代，N30°～ 40°3代，海拔越高，发生代数越少。

玉米螟是玉米的主要虫害，我国各地的春、夏、秋播玉米都有不同程度受害，尤以夏播玉米最重。玉米螟可危害玉米植株地上的各个部位，使受害部分丧失功能，降低籽粒产量，一般年份造成产量损失8 %左右，严重发生年份造成产量损失20 %以上。同时影响玉米质量，影响玉米销售价格，影响玉米安全保管。

2 生物综合防治办法

生物综合防治就是田内田外结合，蜂菌结合，组织白僵菌封垛专业服务队和释放赤眼蜂专业服务队，田外利用白僵菌封垛，田内释放赤眼蜂。为确保防治效果，在生物综合防治时，应统防统治，尽可能在较大的行政区域内做到“六统一”，即统一组织领导、统一筹集资金、统一药品和蜂卡发放、统一封垛和放蜂时间、统一技术规程、统一检查验收。

3 生物综合防治技术

3.1白僵菌封垛

3.1.1白僵菌杀虫机理

白僵菌是一种半知菌类的虫生真菌，具有营养器官—菌丝和繁殖器官—分生孢子，菌丝有横隔有分枝。白僵菌可寄生15个目149个科的700余种昆虫。白僵菌分生孢子在寄主表皮或气孔、消化道上，遇适宜条件开始萌发，出生芽管。同时产生脂肪酶、蛋白酶、几丁质酶溶解昆虫的表皮，由芽管入侵虫体，在虫体内生长繁殖，消耗寄主体内养分，形成大量菌丝和孢子，布满虫体全身。同时产生各种毒素，如白僵素、卵孢白僵菌素和卵孢子素等，主要通过昆虫表皮接触感染，其次也可经消化道和呼吸道感染，引起昆虫中毒，使体液机能发生变化，打乱新陈代谢以致死亡。

3.1.2白僵菌封垛的时机和方法

白僵菌可寄生在玉米螟幼虫和蛹上。在早春越冬幼虫开始复苏化蛹前，对残存的田间玉米秸秆、特别是农家秸秆，逐垛喷撒白僵菌粉封垛。辽宁昌图地区的白僵菌封垛时间一般在5月上旬和中旬，其它地区的封垛时间根据复苏化蛹情况确定。白僵菌喷洒量按每立方米秸秆垛，用每克含100亿孢子的菌粉100g，喷一个点。方法是将喷粉管插入垛内，摇动把子，当垛面有菌粉飞出即可。如果使用白僵菌可湿性粉剂型，则按同样施药比例，用大型喷雾设备喷洒。

3.2赤眼蜂防治

3.2.1赤眼蜂杀虫机理

赤眼蜂，顾名思义是红眼睛的蜂，属于膜翅目、赤眼蜂属。成虫体长0.3～1.0mm，黄色或黄褐色。赤眼蜂是一种卵寄生性昆虫天敌，是世界范围农林害虫生物防治应用最广泛的一类寄生蜂，能寄生在多种农、林、果、菜害虫的卵和幼虫中，已成功用来防治各种鳞翅目农业害虫。赤眼蜂在自然界的种类很多，全世界有130多种，中国常见的有26种，生物防治上常用的赤眼蜂有螟黄赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂、玉米螟赤眼蜂。赤眼蜂在玉米田可寄生在玉米螟、黏虫、条螟、棉铃虫、斜纹夜蛾和地老虎等鳞翅目害虫的卵上。能寄生玉米螟卵的赤眼蜂有玉米螟赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂、螟黄赤眼蜂、铁岭赤眼蜂等，以玉米螟赤眼蜂和松毛虫赤眼蜂最为常用。杀虫机理是成虫产卵于寄主卵内，幼虫取食卵黄，化蛹，并引起寄主死亡。

3.2.2释放赤眼蜂的时机和方法

首先要及时准确地做好玉米螟发生趋势和预测预报工作，做到虫动人知、人动蜂到。在玉米螟产卵期释放赤眼蜂，最好是释放赤眼蜂的时间与玉米螟的产卵盛期相吻合，这是最佳时机。辽宁昌图地区的放蜂时间一般为6月中下旬，其它地区的放蜂时间根据玉米螟产卵情况确定。目前使用较普遍的蜂种是松毛虫赤眼蜂，分2次放蜂，第1次和第2次间隔5～7d，选择晴天大面积连片放蜂。放蜂量根据螟蛾卵量确定，一般每次每667m2释放1～3万头，每667m2放2～3个点，在点上选择健壮玉米植株，在其中部一个叶面上，沿主脉撕成两半，取其中一半放上蜂卡，沿茎秆方向轻轻卷成筒状，叶片不要卷得太紧，将蜂卡用线、钉、席篾等固定。应掌握在赤眼蜂的蜂蛹后期，个别出蜂时释放，把蜂卡挂到田间1h后即可大量出蜂。赤眼蜂的活动和扩散能力受风的影响较大，因此在放蜂时既要布点均匀，又要在上风头适当增加放蜂点的放蜂量。

生物分析技术范文第5篇

关键 词 ：生物考古 理化分析 技 术 概况简介1．1生物考古生 物 考 古是 指 对遗 址 中所 有 生物 遗存 ，如植物 、动物 、人类、微生物等的一 系列科学研 究 ，包含 了以人类遗存 为研究 主体的众多学科 ，如 人体 骨学 、地质考古 ，动物考古 、植物考古、生态考古、微生物考古等，研究 手段和研究 方法也 多种 多样 ，为人类起源演化和疾病 研究 、农业 和畜牧业起源等做出了巨大贡献(Murphy M．S，2010；胡耀武 ，2009)。目前生物考古已成为国际科技考古研究的前沿领域 和热点(Paula C．Miranda，201ll中国科学院，2010)。

1．2理化分析

理化分 析是 通过物理 、化学 等分析手段进行分析 ，确定物质成分 、性能 、微观 宏观结构等 ，是 基于物理或物 理化学原理和性质而建立 起来的分 析方法 。理化分析在生物考 古中应用的非 常广泛 ，特 别是在 对骨骼 、牙齿 、以及其他遗存 的分析 中，已成为揭开 生物 考古 谜团的 重要手段 (MarioNovak，201l；Temple DH，2010l王翠斌 ，2009)。

2 骨表面结构的物理分析

目前对于 骨骼 表面结构的分析方法主要有显微分析 、扫描 电镜(SEM)分析 、表面能谱分析(EDS)X射线衍射分析(XRD)、CT扫描技 术和计算机 图像处理技 术等等。

显微分析和扫描 电镜(scanning elec-tronic microscope，简称SEM)可以分析骨骼 、牙齿组织结构变化 ，如骨骼表相和体相存在 的孔洞结构 ，由此揭示样本 的污染程度和保存状况(Matthias Kucera，2011；Arkadiusz Soltysiak，20l1)X射线衍射(XRD)可以分析骨骼和牙齿中的羟基磷灰石和 其变体来说明骨骼的矿化程度 ，J．c．Hiller(2OO6)利用小角X射线散射(SAXS)测量骨样 品的晶粒纳米 结构 ，揭示发生 相应的外界条件变化引起 的可能的骨微晶表面晶格组成或应变 ，可以为提取古生物DNA信息提供保证。X射线衍射(XRD)还可以对标本 内部进行 无创观察 ，但 对于厚度较大的标 本 ，往往会 因投影 在荧光屏上 的重影而影 响 图像的观 察质量 ，计算机断 层扫描成像(CT)技术的发 明使得人们能够克Nx射 线透视的不足 ，得 到清晰的断 层扫描影像((Britta M．Gifeshaber，2008)。利用CT技术、计算机图像处理技术和3维成像技 术还可以可 以将古生物学的研究 延伸到头骨 内部，实现虚拟化石重建 与无创解剖 ，对骨分布的生物 力学 分析 ，可得到化石头 骨内部的3维影像 ，CT技术已是重建化 石骨三维影像的重要手段(Yousuke Kaifu，201l；XiujieWu，2009)。

3 骨化学分析

骨化学分析是探索古人类食物结 构的主要手段之一 。古人类食物结构的证据 ，更多地来 自干质地 坚硬的人和动物骨或牙齿以及石器的分析结果(RichasdsM P，2002；Tedord M，2000)。通过对古人类骨或 牙齿中化学 成分的分析 ，即稳定 同位素 比值和微量元素含量 ，便可揭示 他们的食物结构 、生活方 式、人 口迁移模 式以及生存环 境等多方面的重要信息，探索其演化过程(L．E．Munroa，2008lStanley H．Ambrose，2003)。

3．1稳定同位素分析

在进 行骨的稳 定同位素分析时首先根据骨 胶原中 的C、N含 量以及C／N摩 尔比等 重要指标判断 其是否受到污 染 ，其次才进 行稳定同位 素的测定 。对稳定 同位素测定是 因为人体骨组织的化学 组成直接 对应着食物 中的化 学组成成分 ，当人们的食物来源不同时 ，骨中的稳定 同位素组成就有较大的差异性(David R．Yesner，2003)。此外 ，植物的 光合作用途径 以及固氮方 式的差异 ，将直接导致其 5”C和 5”N值 明显不同 ，因此骨 中的稳定 同位 素分析可 以研究古人类和动物的食物结构((Adolfo F．Gil，2011}Rick J．SchuRing，2002)。一般C植物的 5 C平均值约为-26．5％0，而c植物的 5”C平均值则约为一12．5‰，因此通过分析人骨中骨胶原或羟磷灰石的 5”C值，即可了解人们的食物来源 ；豆科植物的 5”N大约等于0‰ ，而非豆科植物的 5”N则稍高，故分238 科技资讯 SCIENCE ＆ TECHNOLOGY INFORMATION析人骨 中骨胶原的 5”N，就 可辨 别其在食物链 中的营养地位 ，了解其食物结构(c．D．White，2011；Carolyn Chenery，2010)。

Adolfo F．Gil(2011)对生存于考古记录的史前玉米恐慌时期的阿根廷中西部的 人骨和牙进行的碳的稳 定同位素分析 ，发现他们的主要能量来源 正好 是C 植物的玉米 ，因此可见人类饮食研究中稳定同位素分析的重要意义。

3．2羟磷灰石的微量元素分析

分析骨 中羟磷灰石 的微量元 素是 骨化学研究 的另一种 主要方法 ，对羟磷灰石的微量元素的分析 同样需要对样品的污染程度鉴定(Charlotte L．King，2011)。

(1)羟磷灰石的污染程 度分析 。

骨骼 中羟磷灰石结 晶度广泛 地作为样本重要 的保 存状况指标 之一 ，结 晶度指 数可以 由X射线衍 射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法测量 ，但是由于XRD采用体积平均值得到的数据与FTIR采用面积平均值得到的数据 的不能直接进行比较(T．J．U．Thompsona，2009)。这两种方法各有优势 ，FTIR可以能检测CO32-的含量 ，但它无法 获知晶体 的形状和方 向的信息 ，而且对低结晶度的结 晶指数和碳酸盐含量的变化产生的影响~gXRD更敏 感。此外，由于羟磷灰石 中的CO32-可通过 与羟磷灰石中的PO42-替换而形成更小的晶体 ，从而影响羟磷 灰石的结晶度。因此 ，检测羟磷灰石 中的CO32也可鉴别羟磷灰石的污染程度(T．J．U．Thompson，2011)。

(2)羟磷灰石中微 量元 素的分析 。

羟磷灰石 中微量元素 的污 染与否可比较其人骨与 食草类 、食 肉类 动物骨 中羟磷灰石的sr／Ca、Ba／Ca的值来判定(SponheimerM。，2006)。对微量元素的分析是因为通常食草动物骨中积淀的sr／Ca约为其食物的 1／5，而食 肉动物骨中积淀的Sr／Ca又约为食草动物的 1／5(Matilde Arnay-de-la-Rosa，2009)。此外，骨骼和牙齿的sr、Ba相对于Ca的含量在以往的考古研究还被用来检 验史前食物结构是海洋生物 还是陆地生物 。因为海水的Ba／Sr值比大多数陆地环境 低得 多(多达3个数量级)，生活在海 水中的鱼类和其 他生物 也将有 比大 多数 陆地生物Ba／Sr低的值 ，但是也可能会受到营养水平影响(Ben Shawa，2011fK．Szostek，2003)。因此根据人骨中Sr／Ca、Ba／Ca值的分析 ，一定程 度上可 揭示 该个体的食 物结构 信息 。一般方 法有原 子吸收光 谱(AAS)法、原子荧光光谱(AFS)法 、电感 偶合等离子体发射光谱(ICP—OES)法、电感偶合等离子体质谱 (ICP-MS)法、色谱分析法及X射线分析法等。目前 ，生物考古 中的微量元素含量 一般用激光烧蚀 电感耦合等离子体质谱(LA—ICP-MS)定性定量分析(CharlotteL．King，2011)。Andrea Cucina(2011)采用(LA—ICP-MS)测量考古遗址牙齿珐琅质的Mg，P，K，Ti，Mn，Zn，Sr，I，Ba，和Pb的含量 ，成功的得到了古时期尤卡坦半 岛玛雅港 口北部有外国人 存在 的证据 ，说明LA—ICP-MS是检测 在 当地 居 民的外籍个人 存在的一个重 要的分 析工具 。采用以上分 析方法一般 对 稀少 和珍 贵 古生 物化 石造 成 了损害 ，因此采用无损或近 似无损分析方法 ，如对骨微量元素测定的 质子激发荧光(PIXE)分析法和稳定 同位素测试的激光消融 同位素分析法 ，将会成 为骨化 学分析的主 要方向 之 一 。

4 其他微体化石的分析

微 体化石 如木材 纤维 、孢粉 、硅酸体 、淀粉粒等 的遗存 ，可提供 特定植物学 信息如科类、种属等 ，反映古代 当地植被的基本面貌及 人类使 用植 物的基 本情 况 ，因此可揭示古 代人们对植 物食物 的选择 、农作物的起源 、早 期农业 的 出现 等经济生 活和文化生活情 况 ，并可 了解人 类赖以生存 的 自然环境(AmandaG．Henry，2008lJamesCoil，2003)。

4．1木材纤维分析

在 一般的 遗址 和墓 葬 中，最容 易遇到的植物遗存是木材 、纤维和种子 ，后者包括谷粒 、果核 和 瓜菜籽 等 。通过 对纤 维的 鉴定，可以了解纺织 品的 质料 ，进而探讨农业和纺织业的情形(Philippa Ryan，20l1)。一般采 用拉 曼光谱分析 、x射线衍射(XRD)、傅立 叶红 外光谱分析(FTIR)、扫描 电子显微镜分析等方法鉴定古纺织品 、松香 、树脂等植物 纤维的 组成及 成分 ，可实现 对古丝织宏观到微观的分析 ，如Jian Liu(20l1)采用光学显微镜 ，扫描电子 显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等方怯对营盘出土的丝纤 维品种进 行鉴 别与分析 ，伺 时对纤维的老化情 况进行 了初步分析发现这些古代 纺织品依然形态 完好。

4．2孢粉分析

孢子花 粉体 积微小 但数 量很大 ，易于流 动和保存且 分布广 泛 ，孢粉 的外形和大小 ，代表着植物 的不同科 、属。孢粉分析 主要是提取样本 、分析鉴定、分类统计来研究它们的组合、演化规律等(Lynne J．Quick，2Ol1)。因此对遗址中的孢粉分布可反映 古代当地 植被的基本面貌及人 类使用植 物的基本情况(Jungan Qin，2011)。Alex D．Brown(2011)应用孢粉分析发现瑞典南部的斯堪尼亚区Bjiire半岛的史前石刻在青铜时代晚期坐 落于一 个孤立的 半林地 中，该结果支持了Bj~re半岛石刻的“漂移假说”。此外 ，动 物遗存如干 旱地 区保 存的动物 粪便化石，其 中的孢粉能提供过去的植被信 息。

粪化石的孢粉分析可用来重建缺少湖泊和泥炭沼的地方如干旱半干旱地区的古植被结构组成 ，Morteza Djamali(2011)对洞穴地层中含有孢粉的动物粪化石分析发现含有郁金香 、菊科等植物花粉 ，证明伊 朗Turanian区早在70万年前是具有非常丰富的动植物资源 的大 草原 。

4．3硅酸体分析

植物硅酸 体是沉淀在植物细胞 中的微小硅 质体 。由于土壤 、水分、气候条件和植物细胞 结构的不 同 ，形成的植物 硅酸体具有可区分 的特征 ，如C 和C 植物 的植 硅石存在明 显差别 ，硅 酸体 中氧 同位素的 比值0”／0 还可 估算 古代 的 气候温 度(DanCabanes，201lIAdrian G．Parker，2011)。植物硅酸体 作为一种 重要的 生物 指标 ，在近年考古中得到 了很大的发展 ，如VeranicaWesolowski(2010)分析了来自巴西南部海岸的萨姆 巴凯 贝壳堆4个遗址 中的53颗牙齿的微体化石 ，对淀粉 粒和植硅石 分析证实sambaqui人曾食用薯蓣和狭叶南洋杉，并推测阿鲁姆 天南星科植 物 、甘薯和 玉米可能也在他们的饮 食结构 中。

4．4淀粉粒分析

淀粉粒是 由植物 通过光合作用产生的一种次生代谢产物 ，是葡萄糖的聚合物 。由于 不同种属 来源的淀 粉粒形态 各异 ，所 以具 有一定的分 类学意 义 ，用于鉴 定植物残留物 的来源 ，并借此推 断古人对植 物的利用 、器物的功能以及食物加工技术等 。考古淀粉颗 粒分析 的来源之一 是牙结石 ，牙结石中的淀 粉粒保 存较 好 ，从 牙结石提取 出的淀粉 粒可以直接体现人类或动物 对淀粉类食物的利用(Karen Hardy，2009)。对古代淀粉粒 分析主要是通过理化手段对淀粉粒提取 、鉴别 ，样品标 本制备后镜检 ，并与建立的标本库对比。C6lb HelenaC．Boyadjia(2007)采用牙科清洗技术从古人类牙齿中分离出淀粉粒和硅酸体，但该方法利用Hcl清洗样 品 ，对宝贵 的化石 遗骸造 成 了损 害。

MatthiasKucera(2011)利用显微镜对清洗过的牙齿 分析发现表面 结构 被严重破 坏 ，因此未来人们将会寻求近无损的技术如超声分离来替代检材 。

5 结语与展望

21世纪伴随 着生物学 、化学 、物理学 、地 质 计算 机科学 等多学 科 的发展 、融合 ，将会使得考 古技术不断成熟 ，一些物理化学 与分析化学相结 合的技术 、物 理与计算机科学结合的技术 将会使得理化分析技术在考 古技术不断 创新 ，更好地 为生物考古 服 务 。