基因突变分析技术综述
湖南医科大学医学遗传学国家重点实验室 (长沙 410087)
阮庆国 陆春叶综述 夏家辉审校
提要 基因突变分析是确定某一未知基因与某遗传病之间关系的关键步骤,也是临床上对病人进行基因诊断的重要手段,本文对19种基因突变分析技术进行了分类综述,特别对近几年发展起来的几种新技术进行了详细介绍,并讨论了毛细管电泳在基因突变检测中的应用。
于1990年10月正式启动的人类基因组计划到今年已正式实施了八年,该计划的目标可概括为两点,即: 人类3×109bp的全序列分析; 全部基因的识别及功能分析。据估算人类基因组中约包括5～10万个基因,它们分布在24个不同染色体和线粒体上,到1998年1月为止,已克隆的人类功能基因达到5052个,但确定与某一特定遗传病相关的基因只有821个,目前已被认定的孟德尔遗传病有1402种,这些病都至少与一个或几个基因的突变相关。研究人类的全部基因,特别是与疾病相关的基因的结构、功能以及各种基因突变与疾病的关系,是人类认识遗传病的发病机理,并最终达到对遗传病进行基因诊断和基因治疗的重要环节。从20世纪80年代开始,一系列寻找新基因的方法得以应用,如消减杂交,mRNA差异显示,外显子捕获等,基因克隆的策略也从最初的功能克隆法,候选基因法发展到今天的定位克隆法以及定位候选克隆法,并且染色体上已定位和测序的cDN A越来越多,表达图谱的内容越来越丰富,这就给发现新的未知基因,了解各基因的功能及其突变导致的疾病创造了极为有利的条件,从而大大加快了人类遗传病致病基因克隆的步伐。但是在找到了一系列的候选基因之后,要确定哪一个基因是该病的致病基因,还需在相应的病人中进行突变检测。在过去的十几年中,虽然已有19种突变分析的技术得到发展,但总的来说,寻找一种快速、高效而又经济的方法仍然是很多科研工作者的研究目标。本文对突变分析的种种方法进行了分类综述,特别对近期出现的几种新技术进行了详细的讨论。
突变分析技术按其研究对象主要分为两大类,即: 对未知突变进行分析,即确定某一未知基因与某遗传病的关系; 对已知突变进行分析,即在临床上对致病基因已克隆的遗传病进行基因诊断。在实际应用中许多检测未知突变的方法也可用来对已知突变进行检测。
一、对未知突变进行分析的方法
1.RNA酶A切割(Rnase A cleavage)
在一定条件下,异源双链核酸分子RNA: RN A或RNA:DN A中的错配碱基可被RNase A切割,切割产物可通过跑变性胶得到分离。RN A探针可通过将相应的DNA片段克隆至含有SP6或T7启动子的载体中得到,当RNA 探针上错配的碱基为嘌呤时,RNase A在错配处的切割效率很低甚至不切割,而当错配碱基为嘧啶时,则其切割效率较高。所以如果仅分析被检DNA的一条链,其突变检出率只有30%,而如果同时分析被检DNA的正义链和反义链,则有效率可达到70%[1]。尽管RNase A切割法有其局限性,如需使用同位素,需将PCR 产物克隆至表达载体上,从而增加了操作的复杂度,但由于它能对1～2kb的片段进行检测,并能确定突变位置,且无需使用有害化学试剂,故仍被频繁使用。
2.变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradi-ent Gel Electro phoreris,DGGE)
该方法的原理是:双链DNA分子在一定变性剂浓度的凝胶上电泳时,会在一定的时间
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发生部分解链,导致电泳迁移率下降,当正常的DNA分子和发生突主的DNA分子之间即使只有一个碱基对的差异时,也会在不同时间发生部分解链,从而被分离成两条带。为了提高检出率,还可将突变的DNA和正常人的DNA混合变性再变性,然后再在上述条件下电泳,则会形成四条带,即突变的DNA分子,正常的DNA 分子和两种发生错配的DNA分子,检测某种突变所需的特定的变性剂浓度可通过变性梯度凝胶电泳来确定[2]。在两个同源双链DNA分子间有一个碱基对不同时,其T m值就相差1℃或更高,有一个碱基错配的异源双链DNA分子与同源双链DNA分子比较,其T m值可相差6℃以上,由于其T m值不同,这些有一个碱基错配或一个碱基对不同的双链DNA分子中发生突变的区域就会在不同的时间发生解链,从而被分离。利用DGGE技术检测突变时应考虑的一个问题是当突变发生在高熔点区时则难以检测到突变,原因有二个: 随着熔解区域(T m值不同)的增加,迁移率的变化减少,难以将正常DNA分子和突变DNA分子分开,而当整个DNA分子完全解链时,其迁移率只取决于单链的长短; 突变区域发生解链需要较长时间,故检测所需的时间较长。为了检测到所有可能的突变,在进行DGGE之前将所需检测片段的序列输入计算机,利用相应软件(如Bio-Rad公司的M acM elt So ftw are)进行分析,如发现突变位于高熔点区,则最好在一个PCR引物的5′末端加上一段约40～50bp的GC夹[3],但如果突变发生在GC富集区(如CpG岛),仍难以检测到,同时,该方法对肿瘤的突变检测有困难,尤其是对实体瘤,且该法不能确定突变位置。该方法的优点是如果突变发生在最先解链的DNA区域,则其检出率可达到100%,其检测的片段可达1kb,尤其适于100～500bp的片段。
3.杂合双链分析法(H eteroduplex analy-sis,HA)
由突变和野生型DNA形成的异源杂合双链DNA在其错配处会形成一个凸起,在非变性胶中电泳时,会产生与相应的同源双链DNA 不同的迁移率,从而使两者被分离开。该方法原理与单链构象多态性(SSCP)相似,只不过SS-CP分离的是单链,而HA法分离的是双链。HA 法简单迅速,但只适用于200～300pb的片段,且不能确定突变位置,检出率只有80%左右,有人建议将H A法和SSCP法联合使用,可能将检出率提高到接近100%[4],也有科研工作者建议使用缺失的野生型等位基因来提高该方法的灵敏度[5]。
4.化学切割错配(chemical cleavage of mismatch,CCM)
化学切割错配是在Max am-Gilbert测序的基础上发展起来的一项突变检测技术,在DNA ∶DNA或DNA∶RNA异源杂合双链核酸分子中,错配的C能被羟胺(hydrox ylamine)和哌啶(piperidine)切割,错配的T能被四氧化锇(Osm ium tetro xide)所切割,切割产物跑变性胶电泳即可确定是否存在突变[6]。只要操作得当,不会发生非特异性切割,如果对正义链和反义链都进行分析,可使检出率达到100%;使用荧光检测系统将会大大增强该方法的灵敏度,从而可检测出十个细胞中的一个突变细胞[7]。该方法的最大优点是能对长至2kb的片段进行分析,并能确定突变位置,缺点是步骤多,费时,且需接触有毒的化学物质。
5.碳化二亚胺检测(Carbodiim ide,CDI)
与CCM法相似,CDI能够对错配的G和T进行修饰,当用标记的引物对CDI修饰过的双链DNA进行DNA合成时,延伸会在修饰过的碱基处终止下来,合成产物跑变性聚丙烯酰胺凝胶电泳即可检测出是否有突变。该方法的最大优点也是能对1～2kb的片段进行分析,突变检出率达到100%,能确定突变位置,并且CDI是一种没有毒性的物质[6],有报道曾用该法检测出了7.2kb DNA片段中的一个点突变[7],但当一个DNA片段中存在多个突变时,该方法就不适用。
6.酶促切割错配(Enzym e M ismatch Cleav age,EMC)
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EM C是一种与RNase A切割相类似的方法,T4核酸内切酶Ⅶ是一种分解酶(reso lvase),能够识别12种错配的碱基并在错配碱基的附近进行切割,酶切产物跑变性胶或中性胶即可检测出是否有突变[9],电泳产物的检测可用放射自显影,也可用银染。由于该法能对DNA∶DNA异源杂合分子进行分析,因而省去了体外转录的步骤,其最长检测片段可达到1.5kb,该法的缺点是存在非特异性切割现象,并且对有些错配碱基的识别不是100%,因此在每次检测时都必须设有一个内对照。
7.单链构象多态性(Single-Str and Con-fo rmational Polymor phism,SSCP)
该方法的原理是[10]:单链DNA在中性条件下会形成二级结构,这种二级结构依赖于其碱基组成,即使是一个碱基的不同,也会形成不同的二级结构并引起在非变性电泳条件不同的电泳迁移率。由于SSCP法简单快速,因而被广泛应用于未知基因的突变分析和临床检测。该方法最主要的问题是不能检测到所有的突变,由各实验室报导的突变检出率从99%到35%不等。由于随DNA片段大小的增加,迁移率的改变明显减小,故而该方法只适合用来检测150～200bp的DNA片段[11]。一般来说对小于200bp的片段其检出率可达90%,而对大至400bp的片段,其检出率可能只有70%～80%。同时该方法要求多次摸索条件,如电泳温度,胶中甘油浓度以及胶联度等均可影响检测的灵敏度。至于突变类型,除G到T的置换外,似乎对其检测的灵敏度并无大的影响,此外,该方法不能确定突变的精确位置。尽管如此,由于SSCP 的使用简单便利,科研工作者在应用中对其进行了不断地改进,这些改进包括:优化电泳条件,多重PCR的使用,对较大片段的PCR产物先进行酶切消化再跑电泳,毛细管电泳取代普通胶电泳以及自动测序仪的使用等。尽管这些改进增加了该方法的复杂度和花费,但却使SSCP的检出率大大提高,接近于100%。此外,使用RNA分子来做SSCP会提高其灵敏度,尤其是对大于200pb的片段[12]。
8.切割片段长度多态性(Cleavage Frag-ment Length Polym orphism CFLP)
CFLP技术是在限制性酶切片段长度多态性(RELP)和SSCP基础上发展起来的一种基因突变检测技术,其原理是:双链DNA变性后形成的单链在中性条件下形成二级结构(包含多个折叠的发夹状结构),正如SSCP一样,这种二级结构取决于DNA的核苷酸组成和顺序,即使有一个碱基的差异,也会形成不同数目的折叠状发夹结构,而Cleavase I外切酶能识别这种发夹结构,并在该结构的附近进行切割,切割产物跑变性聚丙烯酰胺凝胶检测,突变的DNA将出现与正常对照不同的酶切图谱[13]。目前已有厂家生产了专门的试剂盒来进行这方面的工作,如Boehringer M annheim(BM)公司提供的CFLP Scan kit。从理论上来说,该方法比较简单,能同时处理大量的样品,灵敏度也比SSCP高,但M addox LO等通过检测Iduronate 2-sulfatase(IDS)基因第八外显子中已知的六种突变,发现SSCP技术能检测到全部的六种突变,而CFLP技术仅能检测到六种突变中的三种[14]。
9.DNA测序(Sequencing)
由各种突变检测技术检测到的突变最后都得由测序来确定突变类型及突变位置,而且测序法检测突变的效率达到100%,基于此,有科研工作者提出对一些比较小,外显子比较少的基因的突变检测直接用测序来进行,如CM T X 的CX32基因的突变分析[16],但该方法需要较多的劳力,且需接触同位素,由PEA BD公司推出的DNA自动测序仪使用四色荧光标记代替了原来手工测序的同位素标记,并且测序和分析数据的时间也大大缩短,但缺点是花费昂贵,所以对一些较大的,外显子较多的基因不宜用测序法直接检测突变,同时也不适用于临床对大量的标本进行检测,此外,测序也不能被当成是突变检测的金标准,杂合突变、胶压缩、GC富集区的存在等问题使得很难通过一次测序获得精确的数据。
10.双脱氧指纹图谱法(Dideo xy Finger-
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printing,ddF)
由于SSCP检测方法的灵敏度受到电泳温度、PCR片段大小等因素的影响,而直接DNA 测序的方法又费时、费钱,因此有研究工作者在实际应用中将SSCP和Sang er双脱氧测序法结合起来形成一种新的突变检测方法,即ddF[16]。该方法的基因原理是:将PCR产物回收纯化后用两个引物分别做Sang er双脱氧测序反应,但不同的是仅加入一种双脱氧终止剂,反应产物跑中性聚丙烯酰胺凝胶电泳如果确有突变的话,在病人的电泳图谱上将会丢失或获得一条带或者至少有一条带的迁移率会发生改变。在ddF方法中,DNA链的迁移率不仅取决于其二级结构,而且与其大小相关,因而较SS-CP法更为灵敏。M artincic D等曾经将SSCP法和ddF法进行了比较,发现ddF能将10种已知的p53抑瘤基因突变全部检测出来,而SSCP 法只能检测到10种突变中的6种。ddF法的灵敏度不受电泳温度的影响,所能检测到10种突变中的6种。ddF法的灵敏度不受电泳温度的影响,所能检测的PCR产物长度也能达到近500bp,并且该法还能对突变位置进行相对定位。该法的主要缺点是需要使用同位素,同时对回收的PCR产物纯度要求较高,非特异的PCR 产物将严重影响到最后结果的分析。
11.错配接合蛋白检测(M utation Detec-tio n by M ismatch Binding Proteins)
从Ecoli中分离的一种DNA错配接合蛋白能在异源杂合双链DNA中的错配碱基处接合DNA,接合后的产物跑测序胶,可通过电泳迁移率的改变检测是否有突变[17]。该方法的优点是操作简单,可一次处理大量的样品,但据报道这种DNA错配接合蛋白对单碱基错配的接合程度不如对几个碱基错配的接合那么强,并且这种蛋白对非错配区也有一定的结合从而导致背景增高,最近有研究工作者建议将几种DNA错配接合蛋白联合起来使用将会提高突变检测的准确率[18],但总的来说该方法有待于进一步发展。
12.蛋白截短测试(Pro tein T runcation T est,PT T)
与一般的基因突变检测技术不同,该方法主要是从蛋白质水平上来检测基因突变,而且主要检测由于碱基的缺失或插入导致了开放阅读框架改变的突变,其基本原理是[19]:抽提正常人和病人的mRN A,将所需检测基因反转录成cDNA,反转录所用的引物含有一段T7启动子和真核细胞翻译起始顺序,PCR产物经反转录后在无细胞提取液(如免网织红细胞裂解液)中能被翻译而合成蛋白质,由于病人中的突变导致了开放阅读框架的改变,因此,当所合成的蛋白质经SDS聚丙烯酰胺凝胶检测时,病人会出现比正常蛋白质增长或截短的蛋白产物。该方法的优点是突变检出率高,可达100%,一次可处理大量的样品,并可检出长达4～5kb片段中的突变,但需要抽提组织的mRNA,且不能检测没有导致开放阅读框架改变的突变,如氨基酸置换等,另外移码突变如果太靠近基因的5′端或3′端,用聚丙烯酰胺凝胶电泳也无法检测出,由差异剪切所形成的异构体也会影响结果的分析[20]。目前Prom eg a公司已生产了进行这方面工作的产品,并且成功的利用该系统对APC、BRCAI抑瘤基因和N F1基因的已知突变进行了检测。
13.变性的高效液相色谱检测(Denaturing High Perfo rmance Liguld Chr omatogr aphy DHPLC)
DHPLC技术是一项在SSCP和DGGE基础上发展起来的新的杂合双链突变检测技术,其原理与DGE类似,即通过HPLC在部分变性的条件下可将发生错配的异源杂合双链DNA和完全匹配的同源双链DNA分离开来[21]。DHPLC技术曾被用来进行比较DNA测序[22],目前在Stanford的一个研究小组正在利用该技术检测与疾病相关的基因突变。与传统的杂合双链分析技术相比较,该技术花时短,分析一个样品一般仅需5分钟,不需使用放射性同位素,自动化程度高,但是需要另处购买一台HPLC仪器。虽然目前该技术主要用来检测200～300bp大小的DNA片段,长的DNA片段的
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检测尚未见报道,但研究工作者对此持乐观态度。
14.DN A芯片技术(DNA chip)
DNA芯片技术是90年代以来发展起来的一项新技术,该技术结合了集成电路计算机、半导体、激光共聚集扫描,荧光标记探针和寡核苷酸DNA合成等技术,充分体现了生物学技术与其它重要的作用,如基因定位,DNA测序,物理图谱和遗传图谱的构建等,同样,在基因突变检测方法,DNA芯片技术的前景也令人鼓舞[25],其基本原理是:许多已知顺序的寡核苷酸DNA被排列在一块集成电路板上,彼此之间重叠一个碱基,并覆盖整个所需检测的基因,荧光标记的正常DNA和突变DNA分别与两块DNA芯片杂交,由于至少存在一个碱基的差异,正常DN A和突变DNA将会得到不同的杂交图谱,通过共聚焦显微镜分别检测两种DNA分子产生的荧光信号即可确定是否存在突变[21]。该方法简单、迅速、自动化程度高,虽然还有许多理论上的问题,但具有很大的发展潜力,1996年7月,第一块有关HIV酶的DNA 芯片问世,相信随着技术的进一步改进,该方法在突变检测中将会发挥越来越重要的作用[26]。
二、对已知突变进行检测的方法
1.等位基因特异性扩增(Allele-Specific Amplification,ASA)
该法通过设计两个5′端引物,一个与正常DNA互补,一个与突变DNA互补,对于纯合性突变,分别加入这两种引物及3′端引物进行两个平行PCR,只有与突变DNA完全互补的引物才可延伸得到PCR产物;对于杂合性突变则需定量分析。如果错配位于引物的3′末端导致PCR不能延伸,则叫“ARM S”(Amplifica-tio n Refr actory M utation System)[27],如果错配位于引物之间而影响引物退火,则叫“COP”(Co mpetitiv e Olig onucleotide Pr im ing)[28]或“CCA”(Color Com plemetatio n Assay)[29]。该方法的检出率依赖于反应条件的优化和可能发生的引物与靶DNA有错配时的错配延伸,这可通过调整实验条件如引物、靶DNA、T aq DNA聚合酶的浓度等来提高反应的特异性,在反应体系中加入甲酰胺亦可减少非特异性扩增。此外,还可通过人为地使引物3′末端的第二个碱基发生错配来阻止错误延伸[30]。
2.等位基因特异性寡核苷酸片段分析(Allele-Specific Olig onucleo tide,ASO)
这是一项基于杂交的突变检测技术,设计一段15～20bp的寡核苷酸片段,其中包含了发生突变的位点,当与固定在膜上的样品DNA (如PCR产物)杂交时,由于在20bp中一个碱基的差异会导致T m值下降5～7.5℃,因此通过严格控制杂交条件,可鉴定出样品DNA中是否存在突变[31]。为了同时检测多种突变或多态,也可将各种寡核苷酸片段固定在膜上,然后用样品DNA来杂交,这种方法称之为反向点杂交技术[32]。杂交反应还可在溶液中进行,荧光免疫检测系统可用来代替杂交中的放射性同位素,该方法是最老的检测已知突变的方法,几乎所有的已知突变均可用该法来检测,并且目前最新的一项DN A分析技术,即DNA芯片技术,就是根据ASO的原理而设计的,该法的主要缺点是需要优化杂交条件以避免假阳性或假阴性。
3.引物延伸检测(Pr im er Ex tension, PEX)
PEX的原理与ASA相似,通过设计一个引物,其3′末端紧邻已知的突变碱基,当反应体系中加入一种与靶DNA上紧靠引物3′末端的碱基互补的标记核苷酸时,这种被标记的核苷酸才能连接上去,从而形成一条带标记的寡核苷酸链,而如果所加的标记核苷酸与引物3′末端相邻的碱基不互补时,则不会发生延伸反应,通过电泳可将这两种情况区别开来,这种方法也被称为“微型测序法”[33],该法还可和双脱氧测序法相结合使用[35],如果引入固本技术,还可以不通过电泳就可检测到是否有突变,并且有利于自动化。
4.寡核苷酸连接检测(Oligo nucleotide Ligatio n Assay,OLA)
该方法的原理是[35]:两个引物与样品DNA
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的同一条链退火,其中可能的突变位于5′引物的3′末端,这两个引物中的5′引物的3′端紧邻3′引物的5′端,当5′引物的3′末端碱基与样品DNA互补时,连接酶就可将这两个引物连接起来,通过多次重复变性和连接步骤,最后电泳检测是否有连接产物的产生以区别突变的DNA 和正常DNA,最近有研究工作者提出一种策略[36],使该方法进一步自动化,即在5′引物的5′端连上生物素,在3′引物的3′端连上地高辛,杂交和连接反应后,用链霉亲和素吸附,然后用抗地高辛的抗体来检测链霉亲和素的捕获产物是否含地高辛。OLA法的成功主要取决于连接反应的条件优化,如连接反应体系中盐的浓度及连接酶和DNA的比例等。
5.限制性片段分析(Restriction Frag ment Analysis)
当突变影响到某一限制性内切酶酶切位点时,可简单地通过酶切病人的PCR产物继而跑胶电泳来检测是否有突变;如果突变没有影响到限制性内切酶的酶切位点,也可通过在PCR 的引物中导入限制性内切酶位点来检测突变。该方法的最大改进是一种叫做“突变等位基因富集PCR”技术的出现[37],即:首先用靠近突变碱基且导入了限制性内切酶消化后再用同样的引物扩增,由于突变的DNA不会被限制性内切酶消化,因而第二轮PCR只有突变DNA被扩增,利用这种方法可检测出106细胞中一个突变细胞的存在。
三、毛细管电泳在突变检测中的应用
以上所介绍的各种方法绝大多数都需要利用琼脂糖凝胶电泳或聚丙酰胺凝胶电泳来分离野生型DNA分子及突变DNA分子,虽然琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳简单且不需贵重的仪器,但它们费时、费力,并且不适合于自动化的要求。毛细管电泳(Capillary Electro phoresis, CE)最初出现是在1981年[38],主要用来分析蛋白质,多糖和DNA。在CE上有两套检测系统可用来对DNA进行检测,即紫外检测系统(U A)和激光诱发的荧光检测系统(LIF)。由于LIF系统的灵敏度较U V高100倍,因此对微量DNA的检测人位更倾向于利用LIF。利用CE进行DNA分析时最主要的优点是快速,微量、分辨率高,重复性好,易于定量和自动化。据报道,CE能在20分钟之内分离长至几个kb的DNA片段,对于外显子大小的DNA片段,其分辨率可达到1bp。对DNA进行分析的CE通常为以凝胶为介质的毛细管凝胶电泳以及在此基础上发展起来的ESCE(Entang led-Solution Capillary Electrophoresis)。
由于毛细管电泳具有上述的各项优点,因此该项技术目前已被广泛地应用于细菌、病毒基因的鉴定,核酸定量,基因突变的检测等。在突变检测方法毛细管电泳主要是和其它突变检测的技术相结合,用毛细管电泳代替传统的琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳[39]。
1.检测未知突变
毛细管电泳可与杂合双链分析,SSCP分析,DGGE,ddF等技术相结合,从而使突变检测的时间缩短,并大大提高了检测的灵敏度。以SSCP为例,当对一个外显子大小的DNA片段用传统的SSCP方法分析时,需耗时20小时,并且要严格控制电泳的温度,而利用CE分析仅需11～25分钟,并且在1个小时内能同时分析几百个样品,分析结果可非常直观地即时显现出来,特别是多色荧光检测系统的使用更使检测的灵敏度大大提高,对于筛选突变瘤中检微量的突变细胞,CE也能够胜任。对于某些疾病,突变等位基因的活性与疾病的发生直接相关,利用传统的方法须进行定量逆转录PCR,如光密度扫描和放射自显影,这些技术耗时、费力,而利用CE来进行这方面的工作,不需特异性标记探针,还可同时做PCR条件的优化。
2.检测已知突变
毛细管电泳可与PCR-RFLP,寡核苷酸连接检测(OLA),等位基因特异性扩增(ASA), ARMS,STR-PCR等相结合,其最主要的优点也是增大录敏度,减少分析时间,以等位基因特异性扩增为例,用聚丙烯酰胺凝胶电泳对DM D 基因的16个多重PCR产物进行分析需耗时70分钟,而利用LIF棒测系统则只需10分钟。
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从以上的介绍可看出,毛细管电泳在基因突变检测方面具有巨大的潜力,CE检测器,毛细管分离介质等还可进一步改进以提高灵敏度和分辨率。目前,毛细管电泳已在DN A测序,基因组绘图,基因突变分析等方面发挥了巨大的作用。
四、小结
大1985年以前,研究工作者还只对大的缺失,插入及重排等突变进行分析,除非点突变影响到了限制性酶切位点,1985年以后,两种突变检测技术的问世,即DGGE和RNase A切割,使点突变的检测成为可能。在此基础上以及PCR方法的介入,基因突变检测技术得到了迅速发展,从而距离理想的突变扫描方法越来越接近,即:能对大片段DNA进行扫描,100%的检出率,无假阴性或假阳性现象,不需复杂的设备,花费低,不需使用有害试剂和同位素,高效率,耗时短。有研究工作者预言,随着DN A测序技术的不断完善和发展,在不久的将来,该技术将会取代其它方法而成为一种理想的基因突变检测技术。
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线粒体疾病及其分子遗传学研究进展
中山医科大学遗传教研室 (广州 510089) 韩俊英 曾瑞萍综述
提要 近年来,线粒体DN A(mtD NA)突变与疾病之间的关系已成为分子遗传学研究的一个热点。研究表明, mtDN A有着与核DN A(nDN A)不同的遗传特点,人类的许多疾病都与mtDN A突变有关。因此,从分子遗传学角度对线粒体疾病进行研究可以揭示线粒体疾病的发生、发展及其遗传规律,从而为线粒体疾病的诊断、治疗及其预防提供科学的依据。目前有些mt DN A突变与疾病之间的关系已经基本弄清,而有些突变与疾病的关系尚未明了,还有待进一步研究。
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第一章技术分析概述 引言：从证券市场产生的那一天起，人们一直在寻找和探索评定市场和分析市场的方法，以作为入市买卖的依据。实际上技术分析一直是证券投资中极其重要的方法，虽然基本分析与技术分析比肩齐名，但纯粹使用基本分析的人实属凤毛麟角。因此从这一意义上说，技术分析的实际应用价值是极高的，能够读懂并正确理解技术分析的人所得到的回报也是巨大的。本章将着重阐述技术分析赖以成立的理论基础，也就是技术分析的三个理论前提，只有明确并始终坚持这三个前提，才能深入学习和探讨技术分析的各种理论和方法。任何时候在应用技术分析的同时，去试图探寻价格变动的原因都是偏离了技术分析而陷入基本分析之中。当然我们并不是说基本分析没有用，只是把二者混在一起使用极容易使自己陷入迷团，在价格变动的原因和结果之间打转转，因此本章的学习就是要把技术分析界定清楚，为以后的内容奠定基础。 第一节技术分析的理论基础 技术分析是经验的总结，它不象数学公式或物理定律那样有着严密的逻辑性和科学性，这也正是引起对技术分析争议的原因之一。实际上技术分析也并非空穴来风，它有着赖以成立的哲学基础和理论前提，不理解这一点是无法应用好技术分析的。经常在技术分析与基础分析之间摇摆，甚至纠缠不清而产生困惑的原因也是因为没有深刻理解上述问题。 一、什么是技术分析 所谓技术分析，就是通过图表的方式对市场行为进行研究从而推判出市场价格发展的未来趋势。 可见，技术分析是一种研究市场的方法，其中图表是手段，市场行为是研究对象，未来趋势是研究的目的。 1、技术分析的研究手段——图表 最初的图表是手工绘制的，今天的图表不仅由电脑绘制，而且增添了许多自动的分析功能，大大方便了对市场的跟踪和研究，目前的图表分析工具主要分为两类，一类是动态报价系统，主要的功能是跟踪市场的即时变化；另一类是静态分析系统，主要用于收市后对市场的未来发展做出分析和决策，在第二章中将对图表的形式概括介绍。 2、技术分析的研究对象——市场行为 市场行为极其复杂，但都可以通过价格和成交量表现出来，其中价格是技术分析的目的，是首要的研究对象，而成交量是对价格运动的验证，它是股市的血脉，反映着市场的活跃程度，可以对价格运动的研究起着较好的辅助作用。 3、技术分析的研究目的——未来趋势 这是技术分析的核心问题，研究价格图表，就是要在一个趋势形成和发展的早期，及时准确地判定出来，从而达到顺应趋势的目的。 二、技术分析的理论前提 1、市场行为包容消化一切 （1）这是技术分析的基础，它的内容是影响价格变动的任何因素，政治的、经济的、心理的或其他任何方面的，都反映在价格之中，各种已知的和可以预知的所有信息都可以被市场所包容并且消化掉。
药物分析学现状及研究进展 药物是预防、治疗、诊断疾病和帮助机体恢复正常机能的物质。药品质量的优劣直接影响到药品的安全性与有效性，关系到患者的生命安危。虽然药品也是一种商品，但是由于其特殊性，对它的质量控制远比其他商品严格。因此必须运用各种有效手段，包括物理、化学生物学以及微生物学等等的方法，通过各个环节来全面保证、控制以及提高药品的质量。传统的药物分析手段大多包括化学方法来分析药物分子，控制药品质量。但是，如今的药物分析无论是分析领域，还是分析技术都已经大大的拓展。从静态发展到动态，从体外分析发展到体内分析，从品质分析发展到生物活性分析，从单一技术分析发展到联用分析，从小样本分析发展到高通量分析，从人工分析发展到计算机辅助分析，从而使得药物分析从20世纪初的一门分析技术，逐步发展成为一门日渐成熟的科学——药物分析学。药物分析学采用化学、物理、数学、生物学和信息学等分析理论和方法，结合现代化学、光谱、色谱及连用技术，对化学药物、中药/天然药物和生物技术的研发、生产、和临床应用等各环节进行全面的质量控制。 药物分析学作为药物科学研究的眼睛，梳理并逐步明确了重点方向的重大科学问题，形成了关键的技术和方法，观念不断更新，研究范围也不断拓宽。分析科学、计算化学、生物学等相关学科的发展，促进了药物分析学的理论、技术和方法的发展；药学学科的发展对药物分析学提出了更高的需求，药物分析学不仅是静态的化学药物、中药和生物技术药物的分析，而且拓展到对生物体内、代谢过程、工艺流程、反应历程的动态分析、检测和综合质量评价分析。基因组学、蛋白质组学和代谢组学在新药开发中日益受到重视，对药物分析学提出了新的挑战和机遇，药物分析学已从以物质为中心转移到与生命科学的结合，即药物成分和药物活性的相关分析。现就药物分析学的一些较重要发展领域和分析技术的进展作一概述。手性药物分析 美国药典药名字典所收载的药物中有一半至少含有一个不对称中心。而其中绝大多数人工合成的手性药物，例如90%抗癫痫药，β-受体激动剂和阻断剂、口服抗凝剂，50%抗炎药和局麻药都以其外消旋体供药用。生物系统由生物大分子组成，如蛋白质、糖脂、多核苷酸、受体等，这些生物大分子都由L-氨基酸和D-糖类构成，因而生物体是一个手性环境。在手性药物的两个对映体分子被引入体内后，具有手性的受体、酶蛋白质将其作为两个不同的化合物处理，因而药物对映体具有不同的代谢途径和药理作用，进而产生不同的疗效或毒副作用。另外，一些药物在体内发生手性转化，如S-(+)-布洛芬是优映体，但低活性的R-(-)-劣映体可在生物体内转化为高活性的S-(+)-体。由于个体差异等原因使用外消旋体不易控制有效剂量，特别是当肾功能减弱时，S-(+)-优映体易在体内蓄积，通过抑制肾环氧化酶，加剧肾局部缺血，而发生毒副反应。美国等国药品管理部门已要求在申请新手性药物时，提供每一种对映体的药动学、药理学和毒理学研究资料，并对研制外消旋体而不是单个对映体做出合理的解释。常规的分析方法用于外消旋体药物的药动学、浓度-效应关系研究时，会导致错误的结果。因此目前需要建立对映体选择性分析方法，用于研究手性药物对映体的药物动力学、药效学和手性药物的质量控制。 对映体的分离和测定在分离科学上曾被认为是最困难的工作之一。经典的分级结晶、旋光等方法的重现性或灵敏度欠佳。随着手性色谱学，尤其是手性高效液相色谱法、性气相色谱法和手性毛细管电泳法等的发展，为解决上述问题提供了有效的手段。色谱法分离药物对映体的方法可分为两大类：间接法（手性衍生化试剂法，CRD）和直接法。间接法采用手性衍生化试剂与手性胺类、醇类、羧酸类等反应形成非对映体衍生物。非对映体对在常规色谱系统中，根据非对映体分子的手性结构、手性中心所连接的基团、色谱系统的分离效率（包括溶
对比式学情分析，提高远程智慧联动教学效益 成都高新新源学校谭琳王艳 摘要：远程智慧联动教学指的是教师在新媒体技术的支撑下，打破空间局限，实现异地同时同师授课。准确把握两个班的学情，是提高远程智慧联动教学效益的关键。对比式学情分析将学情看作一个流动的过程，重视学情的即时性，注重学情分析在“当下”，通过课前、课中、课后的对比式学情分析，便于老师制定和调整教学计划。 关键词：远程智慧联动学情分析 一、前言 “学习者的回归”是课程改革的重要理念。远程智慧联动课堂上教师在新媒体技术的支撑下，打破空间局限，实现异地同时同师授课，如何最大化这种远程智慧联动教学的效益，首先要解决的问题就是准确分析把握近端与远端学生学情。近端学生一般是授课教师所执教班级，教师对学生的学情了解比较清楚，但对远端学生而言，授课教师与学生彼此都是陌生的状态，授课教师对学生学情很难有准确的把握。那么怎样才能做到“准确”分析学情呢？这正是本研究所关注的一个重要内容。 事实上，前人对如何准确分析学情已经做了相当深入的研究。在中国知网上输入关键词“学情分析”很快就能搜索到多大5437条的相关研究成果。但当关键词改变为“远程教学学情分析”时，遗憾的是我们只搜到了0条结果。由此可见，远程智慧联动教学下如何准确分析学情尚为一块处女地，是一个有价值的研究点。但同时，我们无经验可借鉴，研究难度可想而知。但无论是传统课堂，还是远程智慧联动课堂学情分析面对的都是学生，有着一定的共同性。所以，我们再次将关键词更换为“学情分析的方法”，这次我们搜索到582条，但可采纳者仍旧不多，我们精选了5篇进行学习。随后，我们在国家哲学社会科学学术期刊数据库输入“学情分析”，查到相关文献142篇，我们精选了33篇进行学习，以期对我们的研究有所裨益。我们在谷歌镜像和国家哲学社会科学学术期刊数据库输入“远程教学学情分析”“远程学情”“远端学情”查找的结果都为0，因此，对传统课堂学情分析进行深入的文献研究，结合我们在实践中的经验和课堂
. 薄层色谱分析步骤详解 薄层色谱法(thin layer chromatography简写TLC)是一种物理化学的分离技术，常用于药物的分离与分析。现对此方法的分析步骤及留意事项提点建议。 完成TLC分析通常需经制板、点样、展开、检出4步操纵。 ⑴制板 在一平面支持物(通常为玻璃)上，均匀地涂制硅胶、氧化铝或其他吸附剂薄层、样品的分离、检测就在此薄层色谱板上进行。 一般选用适当规格的表面光滑平整的玻璃板。常用的薄层板规格有：10cm×20cm、5cm×20cm、20cm×20cm等。称取适量硅胶，加进0.2％～0.5%羧甲基纤维素钠溶液（CMC-Na），充分搅拌均匀，进行制板。一般来说10cm×20cm的玻璃板，3～5g硅胶/块；硅胶与羧甲基纤维素钠的比例一般为1：2～1：4。制好的玻璃板放于水平台上，留意防尘。在空气中自然干燥后，置1l0℃烘箱中烘0.5～lh，取出，放凉，并将其放于紫外光灯(254nm)下检视，薄层板应无花斑、水印，方可备用。 ⑵点样 用微量进样器进行点样。点样前，先用铅笔在层析上距末端lcm 处轻轻画一横线，然后用毛细管吸取样液在横线上轻轻点样，假如要重新点样，一定要等前一次点样残余的溶剂挥发后再点样，以免点样斑点过大。一般斑点直径大于2mm，不宜超过5mm.底线距基线1～2．5cm，点间间隔为lcm左右，样点与玻璃边沿间隔至少lcm，为防止边沿效应，可将薄层板两边刮往1～2cm，再进行点样。 ⑶展开 将点了样的薄层板放在盛在有展开剂的展开槽中，由于毛细管作用，展开溶剂在薄层板上缓慢前进，前进至一定间隔后，取出薄层板，样品组分固移动速度不同而彼此分离。 ①展开室应预饱和。为达到饱和效果，可在室中加进足够量的展开剂；或者在壁上贴两条与室一样高、 宽的滤纸条，一端浸进展开剂中，密封室顶的盖。 ②展开剂一般为两种以上互溶的有机溶剂，并且临用时新配为宜。 ③薄层板点样后，应待溶剂挥发完，再放人展开室中展开。 ④展开应密闭，展距一般为8～15cm。薄层板放进展开室时，展开剂不能没过样点。一般情况下，展开剂浸进薄层下真个高度不宜超过0.5cm。 ⑤展开剂每次展开后，都需要更换，不能重复使用。 ⑥展开后的薄层板用适当的方法，使溶剂挥发完全，然后进行检视。 ⑦Rf值一般控制在0.3～0.8，当Rf值很大或很小时，应适当改变活动相的比例。 ⑷斑点的检出 展开后的薄层板经过干燥后，常用紫外光灯照射或用显色剂显色检出斑点。对于无色组分，在用显色剂时，显色剂喷洒要均匀，量要适度。紫外光灯的功率越大，暗室越暗，检出效果就越好。 展开分离后，化合物在薄层板上的位置用比移值(Rf值)来表示。化合物斑点中心至原点的间隔与溶剂前沿至原点的间隔的比值就是该化合物的Rf值。 ;.
第六章小波变换的几个典型应用 6.1 小波变换与信号处理 小波变换作为信号处理的一种手段，逐渐被越来越多领域的理论工作者和工程技术人员所重视和应用，并在许多应用中取得了显著的效果。同传统的处理方法相比，小波变换取得了质的飞跃，在信号处理方面具有更大的优势。比如小波变换可以用于电力负载信号的分析与处理，用于语音信号的分析、变换和综合，还可以检测噪声中的未知瞬态信号。本部分将举例说明。 6.1.1 小波变换在信号分析中的应用 [例6-1] 以含躁的三角波与正弦波的组合信号为例具体说如何利用小波分析来分析信号。已知信号的表达式为 应用db5小波对该信号进行7层分解。xiaobo0601.m 图6-1含躁的三角波与正弦波混合信号波形 分析： （1）在图6－2中，逼近信号a7是一个三角波。 （2）在图6－3中细节信号d1和d2是与噪声相关的，而d3（特别是d4）与正弦信号相关。 图6-2 小波分解后各层逼近信号 图6-3 小波分解后各层细节信号 6.1.2 小波变换在信号降躁和压缩中的应用 一、信号降躁 1．工程中，有用信号一般是一些比较平稳的信号，噪声通常表现为高频信号。2．消躁处理的方法：首先对信号进行小波分解，由于噪声信号多包含在具有较高频率的细节中，我们可以利用门限、阈值等形式对分解所得的小波系数进行处理，然后对信号进行小波重构即可达到对信号的消躁目的。 小波分析进行消躁处理的3种方法： （1）默认阈值消躁处理。该方法利用ddencmp生成信号的默认阈值，然后利用wdencmp函数进行消躁处理。 （2）给定阈值消躁处理。在实际的消躁处理过程中，阈值往往可通过经验公式获得，且这种阈值比默认阈值的可信度高。在进行阈值量化处理时可利用函数wthresh。 （3）强制消躁处理。该方法时将小波分解结构中的高频系数全部置为0，即滤掉所有高频部分，然后对信号进行小波重构。方法简单，消躁后信号比较平滑，但易丢失信号中的有用成分。 小波阈值去噪方法是目前应用最为广泛的小波去噪方法之一。 3．信号降噪的准则： 1．光滑性：在大部分情况下，降噪后的信号应该至少和原信号具有同等的光滑性。
文献计量学综述 一、起源及发展 早在20世纪初，人们已经开始对文献进行定量化研究，但是当时文献计量学并没有作为一门独立的学科而存在。直到1969年，英国著名情报学家阿伦.普理查德首次提出术语“Bibliometrics”，这一术语的出现标志着文献计量学的正式诞生。 三阶段：萌芽、发展和分化 萌芽（1917-1933）这一时期文献研究人员首创文献统计方法,并在一些学科领域解剖学和化学专业进行了文献计量分析的大胆尝试,取得了一定的成果。这些研究都为文献计量学的诞生与后期的发展奠定了基础 发展（1934- 1960）年注重理论研究与规律发现，著名的文献计量学的三大基本定律中的布拉德福定律以及齐普夫定律就是在这一时期发现的到 成熟与分化阶段全面发展与分化时期(1960年至今) 这一时期文献计量学已由狭隘的理论研究发展到了广阔的应用研究和指标的研究,同时涉及的领域和主题也越来越多。 迁移衍生： 专利计量学 文献计量学网络计量学 政策计量学 二、概念界定 文献计量学是以文献体系和文献计量特征为研究对象,采用数学、统计学等计量研究方法, 研究文献信息的分布结构、数量关系、变化规律和定量管理,并进而探讨科学技术的某些结构、特征和规律的一门学科。可以定量地揭示某一学术领域的发展历程、研究重点以及未来的研究方向。目前，文献计量分析已被看作总结历史研究成果、揭示未来研究趋势的一种重要工具。学科交叉使得文献计量研究内容体系日益丰富。数学中的图论、社会学中的社会网络分析、物理学中的复杂网络等理论与方法均被移植到文献计量学的研究体系中。 三、三大定律 布拉德福定律该定律描述文献分布规律，利用刊载某专业论文的数量来确定该专业的核心期刊，应用于指导文献情报工作和科学评价。 齐普夫定律该定律用以统计文献中的词频，通过文献的词频分析可确定学科或行业的研究热点和研究趋势。 洛特卡定律该定律描述著者人数与所著论文之间的关系。探讨了科学论文著者分布平衡的规律，在宏观的科学著作活动中，少数作者写出了大量文章，大多数人的著作还是很少的。依此定律推论出“杰出科学家数目仅是科学家数目的平方根”。 从表面上三大定律的统计对象各异，其结论也不尽相同，但是它们的研究方法存在着某些相似之处，事实上它们属于同一个分布体系。该体系被称为布－齐－洛体系。如果把期刊、字词、书籍、文章等称为信息发生源，将作品、论文、字词的出现、书籍的使用、文章的被引等称为产物，那么文献计量学的规律可认为是发生源数量与产物数量之间存在的函数关系。
重金属多组分分析的研究现状 近年来，随着科技的进步，单组分重金属的检测技术已经非常成熟，但是在实际污染体系中重金属离子种类繁多，且它们之间往往存在相互干扰，传统的化学分析方法和化学分析仪器难以一次性精确的检测出各个重金属离子的浓度，需要对共存组分进行同时测定。 对共存组分进行同时测定，传统的化学分析方法是首先通过加入各种掩蔽剂进行组分的预分离，然后采用单组分重金属检测技术进行分析检测。这种方法的分离过程往往冗长繁琐，实验条件苛刻，费时费力，而且检测精度低，无法应用于污染现场的检测。 随着计算机科学技术、光谱学和化学信息学的发展，复杂体系的多组分分析已成为当今光谱技术的研究热点，应用范围涉及环境监测、石油化工、高分子化工、食品工业和制药工业等领域，而且需求日益显著。由于多重金属离子共存时会产生重金属离子间的相互作用，因此在用化学分析仪器检测时会产生相干数据干扰，对实验结果产生影响，为了使测试结果更加准确，需要在实验的基础上建立数学模型，用于数据处理，消除各重金属离子共存时产生的相干数据干扰。近年来，引入化学计量学手段，用“数学分离”部分代替复杂的“化学分离”，从而达到重金属离子的快速、简便分析测定[1]。 化学计量学是一门通过统计学或数学方法将对化学体系的测量值与体系的状态之间建立联系的学科，它应用数学、统计学和其他方法和手段（包括计算机）选择最优试验设计和测量方法，并通过对测量数据的处理和解析，最大限度地获取有关物质系统的成分、结构及其他相关信息。目前，已有许多化学计量学方法从不同程度和不同方面解决了分析化学中多组分同时测定的问题，如偏最小二乘法（PLS）、主成分回归法（PCR）、Kalman滤波法、多元线性回归（MLR）等，这些方法减少了分离的麻烦，并使试验更加科学合理。 (1) 光谱预处理技术 这些方法用来降噪、消除无关信息。 ①主成分分析法 在处理多元样本数据时，假设总体为X=（x1,x1,x3…xn），其中每个xi （i=1,2,3,…n）为要考察的数量指标，在实践中常常遇到的情况是这n个指标之间存在着相关关系。如果能从这n个指标中构造出k个互不相关的所谓综合指标（k 基于学习分析的在线学习测评建模与应用 ———课程综合评价参考模型研究 孙洪涛1，郑勤华2，陈耀华2，陈 丽2 （1.中央民族大学现代教育技术部，北京 100081；2.北京师范大学远程教育研究中心，北京 100875） [摘 要]课程是在线学习的载体。课程评价是远程教育教学评价的重要组成部分。近年来，随着在线学习的迅速发展， 课程评价从内容到手段上都正经历着重要的转变。学习分析的发展为课程评价提供了新的途径。本研究首先提出了课程评价的概念框架，并通过学习分析构建了课程评价的模型，从媒体技术、学习资源、学习活动、学习支持和联通度五个维度对在线学习课程进行评价。在此模型的基础上，设计并开发了课程评价的学习分析工具，对所提出的模型进行了实际验证。最后，分析了基于学习分析的课程评价的特征和趋势。本研究为课程综合测评提供了理论参考，为学习分析技术在课程评价中的实际应用提供了方法上的借鉴。 [关键词]学习分析；课程综合评价参考模型；C-SERI ；课程评价[中图分类号]G434[文献标志码]A [作者简介]孙洪涛（1977—），男，山东青岛人。高级工程师，博士，主要从事学习分析、教育信息化规划等方面研究。 E-mail ：sun_htao@https://www.doczj.com/doc/6b15749210.html, 。 基金项目：北京师范大学自主科研基金项目“学习者在线学习状态分析与可视化工具研发（项目编号：SKZZB2015013）”；中央高校基本科研业务费专项资金 一、引言 课程是远程教学的载体[1]，承载着远程教学的内容与过程。对于课程的评价是远程教育教学评价的重要组成部分。 在远程教育领域中，课程内涵丰富，并且在不断发展之中。课程从其本源意义上包含着学科教学科目和教学进程两个层面。《现代汉语词典》中将课程解释为学校教学的科目和进程。《中国大百科全书》（第二版）中将课程定义为课业及其进程，并列举了三种对课程的常见理解：课程即教学科目，课程即预期的学习结果或目标，课程即学习经验或体验。 [2] 教育行业标准中《在线课程建设》征求意见稿中指出，在线课程是在网络环境下组织某门课程的教学内容并实施的教学活动的总和。在线课程由在线学习 平台承载和运行。在线课程包括有组织的教学内容，有设计的教学活动，有记录的交互信息和对课程的教学分析。 [3] 国家开放大学将课程界定为实现专业培养 目标而开设的学科及其目的、内容、范围、活动、进程等的总和。一门课程是教学计划中的一个科目。[4]英国高等教育统计署(Higher Education Statistics Agency)发布的《什么是课程》研究报告中指出，课程具有广泛的内涵，课程的概念在高等教育周期的不同阶段有所不同。总体而言，课程是与一系列确定的学习结果相关的学习参与。[5]这个定义从课程的目的出发，强调了课程的参与过程。可见课程并非仅仅是科目与资源的集合，而更为强调学习过程和结果。 通过以上定义可见，课程的定义有广义和狭义之分。广义定义将课程界定为学科，由一系列课程构成科目体系；狭义的课程指一门具体课程，包含着课程 1 薄层色谱法概述 (2) 1.1 定义 (2) 1.2 原理 (2) 1.3 特点 (2) 1.4 定量检测方法 (3) 2 TLC在药物分析方面的应用 (3) 2.1 中药材的鉴别 (3) 2.2 植物药成分的鉴别 (4) 2.3 化学药品及复方制剂 (5) 2.4 药品杂质检验 (6) 2.5 中药指纹图谱分析 (6) 2.6 在定量分析中得应用[13] (7) 2.6.1 薄层色谱定量方法 (7) 2.6.2 薄层色谱在定量分析中得应用 (8) 3 薄层色谱新技术及其应用 (8) 3.1 高效薄层色谱（HPTLC） (8) 3.2假相薄层色谱 (9) 3.3 反相薄层色谱( RPTLC) (10) 3.4 薄层扫描法[17] (11) 4 总结 (12) 薄层色谱在药物分析中的应用 薄层色谱( Thin Layer Chromatography，TLC) 在药物，尤其在植物药成分的定性和定量分析方面早已有了非常广泛的应用。随着科学技术的发展以及新材料的应用，使其得到了很大发展，出现了许多新技术，如高效薄层色谱、假相薄层色谱、反相薄层色谱、微乳薄层色谱在中药药物分析中已有一定的应用。TLC 在规范化、仪器化方面均取得了长足的进步，在大批量样品及某些特殊样品的快速分析中，显示了分析容量大、可采用特征专属的显色剂以及极低的溶剂消耗等优势。近年来TLC 广泛应用于有机化合物的分析鉴定、植物药有效部位的分离精制、有机合成、结构分析、生物测定等，尤其在研究开发植物药有效部位和中成药质量控制中，是用于定性、定量分析的最简便的科学方法。但TLC亦有其缺陷，其色谱结果易受铺板质量、点样技术、展开剂配制、层析环境中展开剂的饱和度、环境温湿度等因素的影响，有时难于重复；显色又受均匀性、灵敏度、稳定性等影响，这均使测定结果偏差较大[1]。最近几年围绕着测定过程的标准化和自动化，薄层色谱技术有了全新的发展，扩大了TLC技术在中药药物定性定量分析中的应用。 1 薄层色谱法概述 1.1 定义 薄层色谱法（TLC）系将适宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或铝基片上, 成一均匀薄层。待点样，展开后, 根据比移值(Rf) 与适宜的对照物按同法所得的色谱图的比移值(Rf ) 作对比，用以进行药品的鉴别、杂质检查或含量测定的方法。 1.2 原理 薄层色谱法是一种吸附薄层色谱分离法，它利用各成分对同一吸附剂吸附能力不同，使在移动相(溶剂) 流过固定相(吸附剂) 的过程中，连续的产生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附, 从而达到各成分的互相分离的目的。 1.3 特点 薄层色谱法是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，也 表面分析技术讲义 绪论 一、表面与表面科学 1. 表面与界面的定义 2.表面科学的三个组成部分 表面科学主要由表面物理、表面化学和表面分析技术三个方面所组成，是当前材料科学的前沿。 3.表面科学发展的三个阶段 （1）1947年以后(点接触二极管于1946年发明),人们开始认识到半导体表面的重要性，研究了干燥空气、湿空气、含臭氧空气等对锗表面的影响。此阶段证实了表面态的存在，但对它的来源仍不清楚。 （2）1957年前后，超高真空技术发展起来，已可以获得10-9Torr （1Torr=133.332 Pa）的真空度。通过解理、离子轰击、场致蒸发等方法可以获得一个清洁表面。人们注意力集中在清洁表面的原子排列，发现在表面原子存在重构或驰豫，并通过物理方法测量了表面的光、机、磁等特性，发现与体性质有明显的区别。此阶段仍处于唯象阶段。 （3）1968年Harris发现Auger电子能谱（AES）可以用来确定表面原子的化学态和成分。随后光电子能谱（XPS）、二次离子质谱（SIMS）等表面分析技术的相继出现，使人们可以了解表面几十个原子范围内和微区（1 m或更小）的成分和它们的化学态。60年代末期以来，随着计算机技术、电子测量技术和超高真空技术的发展，表面科学也以极其迅猛的速度发展。 二、表面科学研究领域 1．表面科学研究的领域 表面科学研究表面和与表面有关的过程，包括宏观的和微观的。近几十年来表面科学从原子水平来认识和说明表面原子的化学、几何排列、运动状态、电子态等性质及其与表面宏观性质的联系，推动了基础研究和新技术的发展。 表面科学是近代研究的重要领域，它有许多技术应用。例如： ①小于1 m的薄膜（半导体、绝缘体和金属膜等），具有复杂 的图案和结构，要求高纯和精确掺杂。 ②膜的内部和界面问题。通过离子溅射逐层剥离变成表面问 题，或在薄膜和界面形成过程中作为表面问题加以研究。 ③器件小型化带来的表面问题。 ④新型微波器件和集成光学器件中的超晶格技术的超晶格量 子现象及表面问题。 （1）纯表面科学 在10-8~10-11Torr真空度下研究单晶平滑晶面，单晶台阶面。主要是对Ge、Si、GaAs等半导体材料和Pt、W等金属材料的清洁表面进行研究。主要目的是发现清洁表面的特征，合适理论研究结果的正确程度。 （2）应用表面科学 在10-8~10-11Torr真空度范围内研究单晶、多晶、非晶材料的表面，其主要目的是分析怎样得到清洁表面或工业清洁表面，使产品的性能好，重复性好，成品率高，可靠性高。多精彩了得相界或晶粒间界的结构及特征以及纳米材料、梯度材料和各种复合材料等也属于这个领域。境界和相界同许多结构材料、敏感材料有关。两种材料的接触效应，吸附、氧化、外延、扩散、烧结、电迁移等也属于应用表面科学研究的范围。 （3）触媒实验 在10-0~10-2 Torr真空度下，用多晶、非晶和超微粒子来研究吸 2005年研究生《小波理论及应用》复习题 1． 利用正交小波基建立的采样定理适合于：紧支集且有奇性（函数本身或其导数不连续）的函数（频谱无限的函数）。Shannon 采样定理适合于频谱有限的信号。 2． 信号的突变点在小波变换域常对于小波变换系数模极值点或过零点。并且信号奇异性大小同小波变换的极值随尺度的变化规律相对立。只有在适当尺度下各突变点引起的小波变化才能避免交迭干扰，可以用于信号的去噪、奇异性检测、图象也缘提取、数据压缩等。 3． 信号在一点的李氏指数表征了该点的奇异性大小，α越大，该点的光滑性越小，α越小，该点的奇异性越大。光滑点（可导）时，它的1≥α；如果是脉冲函数，1-=α；白噪声时0≤α。 4． 做出三级尺度下正交小波包变换的二进数图，小波包分解过程？说明小波基与小波包基的区别？ 5． 最优小波包基的概念：给定一个序列的代价函数，然后在小波包基中寻找使代价函数最小的基――最优基。 6． 双通道多采样率滤波器组的传递函数为： ()()()()()()()()()()()()()z X z G z G z H z H z X z G z G z H z H z Y z Y z Y -??????-++??????+=+=∧∧∧∧212121请根据此式给出理想重建条件： 为了消除映象()z X -引起的混迭：()()()()0=-+-∧ ∧z G z G z H z H 为了使()z Y 成为()z X 的延迟，要求：()()()()k CZ z G z G z H z H -∧∧=+ （C,K 为任一常数） 7． 正交镜像对称滤波器()()n h n g ,的()jw e G 与()jw e H 以2π=w 为轴左右对称。如果知道QMF 的()n h ，能否确定()()()n h n g n g ∧ ∧,,？ ()()()n h n g n 1-= ，()()()n g n h n 1--=∧ ， ()()()n h n g n 1-=∧ 8． 试列出几种常用的连续的小波基函数 Morlet 小波，Marr 小波，Difference of Gaussian （DOG ），紧支集样条小波 9． 试简述海森堡测不准原理，说明应用意义？ 10． 从连续小波变换到离散小波变换到离散小波框架－双正交小波变换－正交变换、紧支集正交小波变换，其最大的特点是追求变换系数的信息冗余小，含有的信息量越集中。 11． 解释紧支集、双正交、正交小波、紧支集正交小波、光滑性、奇异性。 12． 已知共轭正交滤波器组（CQF ）()n h 请列出()()()n g n h n g ∧ ∧,,。 ()()() ()()()()()()???????-=--=-=---=∧∧n h n N g n g n N h n h n N h n g n n 11 13． 共轭正交滤波器()()n g n h ,的()jw e G 与()jw e H 的关系与QMF 情况 编号 学士学位论文学习分析技术综述研究 学生姓名：陈晓霞 学号：20100604002 系部：信息工程技术系 专业：教育技术学 年级：2010级 指导教师：张宗虎 完成日期：2014 年 5 月10 日 摘要 随着社会的不断进步，科学技术的不断发展与更新，我们生活在一个信息膨胀、数据大爆发的时代，大数据时代已经让我们深陷其中，对着海量的信息、数据我们无从下手。在教育信息化的时代，教育领域已经部署了众多的学习管理系统，在这些软件系统中存储着海量的学习者信息及学习过程数据，从这些数据中挖掘出改进教学系统、提升学习效果的信息，在教育信息化领域一直有着巨大的吸引力；如何运用这些数据，使这些数据转换成有效信息、知识，并为教学决策、学习优化服务，也备受教育工作者以及学习者们的关注。学习分析技术有助于发挥学习过程中数据的价值，使数据成为审慎决策、优化学习的重要依据。 学习分析是一类运用先进的分析方法和分析工具预测学习结果、诊断学习中发生的问题、优化学习效果的教学技术。随着教育信息化的发展和在线学习方式的普及，学习分析已经开始被运用于教育教学实践中，并取得了一定的效果。为了解学习分析技术的研究和应用现状，本文运用文献分析法辨析了学习分析技术的基本内涵，讨论了其组成要素和应用模型，探索了其技术来源、分析方法和分析工具，深入分析了学习分析技术在国内外的应用情况。关键词：学习分析；信息技术教学；学习管理系统 Research of Learning Analytics Abstract With the continuous progress of society, science and technology continues to evolve and update, we live in an information expansion , the era of data explosion of big data era has let us get stuck , facing the vast amounts of information, data, we can not start. In the era of information technology in education , in the field of education has deployed a large number of learning management systems , information stored learners and learning process vast amounts of data in the software system, to improve the education system to dig out from these data to improve learning outcomes information in the field of information technology in education has always been a great attraction ; how to use these data to make these data into useful information , knowledge and decision-making for the teaching and learning optimization services, but also educators and learners much attention . Learning to play a value analysis technology helps the learning process data so that the data become prudent decision-making , and optimize an important basis for learning. Learn to analyze a class of applying advanced analytical methods and analytical tools to predict learning outcomes , the diagnosis of learning problems , optimize learning teaching techniques. With the development of information technology in education and popularization of online learning , the learning analysis has begun to be used in teaching practice in higher education , and achieved certain results. To understand the research and application of analytical techniques to learn , study literature analysis using Discrimination learning the basic content analysis techniques , discussed its constituent elements and application of the model to explore the sources of their technical , analytical methods and analysis tools , in-depth analysis a case study in the application of analytical techniques at home and abroad . Key words：learning analytics;information technology teaching;learning management system 薄层色谱分析步骤及注意事项 薄层色谱法(thin layer chromatography简写TLC)是物理化学的分离技术，常用于药物的分离与分析现对此方法的分析步骤及注意事项提点建议。 薄层色谱分析步骤[最新*#~新@] 完成TLC分析通常需经制板、点样、展开、检出4步操作。[最新版%新&@] ⑴制板 在一平面支持物(通常玻璃)上，均匀地涂制硅胶、氧化铝或其他吸附剂薄层、样品的分离、检测就在此薄层色谱板上进行。 一般选用适当规格的表面光滑平整的玻璃板。常用的薄层板规格有：10cm×20cm、5cm ×20cm、20cm×20cm等。称取适量硅胶，加入0.2％～0.5%羧甲基纤维素钠溶液（CMC-Na），充分搅拌均匀，进行制板。一般来说10cm×20cm的玻璃板，3～5g硅胶/块；硅胶与羧甲基纤维素钠的比例一般为1：2～1：4。制好的玻璃板放于水平台上，注意防尘。在空气中自然干燥后，置1l0℃烘箱中烘0.5～lh，取出，放凉，并将其放于紫外光灯(254nm)下检视，薄层板应无花斑、水印，方可备用。 ⑵点样 用微量进样器进行点样。点样，先用铅笔在层析上距末端lcm 处轻轻画一横线，然后用毛细管吸取样液在横线上轻轻点样，如果要重新点样，一定要等前一次点样残余的溶剂挥发后再点样，以免点样斑点过。一般斑点直径大于2mm，不宜超过5mm.底线距基线1～2．5cm，点间距离为lcm左右，样点与玻璃边缘距离至少lcm，为防止边缘效应，可将薄层板两边刮去1～2cm，再进行点样。 ⑶展开 将点了样的薄层板放在盛在有展开剂的展开槽中，由于毛细管作用，展开溶剂在薄层板上缓慢前进，前进至一定距离后，取出薄层板，样品组分固移动速度不同而彼此分离。 [最新@&新#*] 科技文献检索作业 卷 试 料 小波分析及其应用 测控技术1103 雷创新 小波分析及其应用 1.小波分析的概念和特点 1.1小波理论的发展概况 20世纪80年代逐渐发展和兴起的小波分析(wavelctanalysis)是20世纪 数学领域中研究的重要杰出成果之一。小波分析理论作为数学界中一种比较成熟的理论基础，应用到了各种领域的研究当中，推动了小波分析在各工程应用中的发展。它作为一种新的现代数字信号处理算法，汲取了现代分析学中诸如样条分析、傅立叶分析、数值分析和泛函分析等众数学多分支的精华部分，替代了工程界中一直应用的傅立叶变换，它是一种纯频域分析方法，不能在时频同时具有局部化特性。而小波分析中的多尺度分析思想，犹如一台变焦照相机，可以由粗及精逐步观察信号，在局部时频分析中具有很强的灵活性，因此有“数学显微镜”的美称。它能自动随着频率增加而调节成窄的“时窗”和宽的“频窗”，又随着频率降低而调节成宽的“时窗”和窄的“频窗”以适应实际分析需要。另外，小波变换在经过适当离散后可以够成标准正交基或正交系，这些在理论和应用上都具有十分重要的意义，因此，小波分析在各个领域得到了高度的重视并取得了许多重要的成果。 小波变换作为一种数学理论和现代数字信号处埋方法在科学技术界引起了越来越多专家学者的关注和重视。在数学家看来，基于小波变换的小波分析技术是当今数值分析、泛函分析、调和分析等半个多世纪以来发展最完美的结晶，是正在发展中的新的数学分支。在工程领域，特别是在信号处理、图像处理、机器视觉、模糊识别、语音识别、流体力学、量子物理、地震勘测、电磁学、CT成像、机械故障诊断与监控等领域，它被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。然而，小波分析虽然在众多领域中已经取得了一定的成果，但是，有专家预言小波分析理论的真正高潮并没有到来。首先，小波分析尚需进一步完善，除一维小波分析理论比较成熟以外，向量小波和多维小波则需要进行更加深入的研究与讨论;其次，针对不同情况选择不同的小波基函数，实现的效果是有差别性的这一问题，对最优小波基函数的选取方法有待进一步研究。在今后数年中，小波理论将成为科技工作者经常使用的又一锐利数学工具，极大地促进科技进步及各个领域工程应用的新发展。 小波分析的概念最早是在1974年由法国地质物理学家 J.Morlet提出的，并通过物理直观和信号处理的实际经验建立了反 技术性分析概述 技术分析是以预测价格未来走势为目的，以图表形态、技术指标等为手段，对市场展开包括归纳、分析、排除、确认、比较、决策、验证等一系列的思维和研究。 技术分析的基本观点是：所有汇价的实际供需量及其背后起引导作用的种种因素，包括投资市场上每个人对未来的希望、担心、恐惧、猜测等，都集中反映在外汇的价格和交易量上，因而研究它们是最直接有效的。 技术分析是相对于基本面分析而言的。基本面分析法着重于对政局政策、经济情况、市场动态等因素进行分析，以此来研究外汇的价格是否合理；而技术分析则是透过图表或技术指标的记录，研究市场过去及现在的行为反应，以推测未来价格的变动趋势，其依据的技术指标是由汇价涨跌或成交量等数据计算而出的。技术分析只关心外汇市场本身的变化，而不考虑会对其产生某种影响的经济、政治等各种外部因素。 基本面分析的目的是为了判断汇价现行的价位是否合理并描绘出它长远的发展空间，而技术分析主要是预测短期内汇价涨跌的趋势。通过基本面分析我们可以了解应购买何种货币对，而技术分析则让我们把握具体购买的时机。在时间上，技术分析法注重短期分析，在预测旧趋势结束和新趋势开始方面优于基本面分析法，但在预测较长期趋势方面则不如基本面分析法。 技术分析和基本面分析都认为汇价是由供求关系所决定，但是基本面分析主要是根据对影响供需关系种种因素的分析来预测汇价走势，而技术分析则是根据汇价本身的变化来预测汇价走势；基本面分析研究市场运动的原因，而技术分析研究市场运动的效果。但是人们更关心的是如何预测汇价的未来趋势以及买卖汇价的适当时机，因而对技术分析情有独衷。 技术分析基于以下三个基本前提： 1、历史自我重复： 技术分析主体以及市场行为研究的大部分都与人类哲学研究有关。例如，在过去100多年里被辨识并加以分类的图表模式，反映了出现在价格图表上的某些标准图景。这些图景展现出市场牛市或熊市的心理状态。由于这些模式在过去运作良好，我们假定它们在将来也会继续如此。 表达这个前提的另一个方法是理解未来立基于对过去的研究这一关键，或者这个将来只是过去的重复。 2、价格活动是有趋向性的 趋向的概念对于技术分析来说至关重要。此处仍然如此：除非一个人接受市场实际上是存在趋向性的前提，否则就没有必要继续读下去了。将市场的价格行为制表的全部目的，就是为了辨识其发展早期的趋向，并以此趋向为依据。 此外，认识到处于运动中的趋向比颠倒的趋向更易持续是非常重要的。一个趋向在其改变方向之前会一直持续。这听起来是一个显而易见的概念，但这正是我们试图实现的。我们在寻找一个市场最 学习分析技术综述 一、学习分析技术的起源与发展 学习分析是一个新兴的、正在发展的学科，是技术促进学习研究中增长最快的领域之一，也是当前的研究热点。美国新媒体联盟与美国高校教育信息化协会主动学习组织合作“新媒体联盟地平线项目(The New Media Consortium's Horizon Project)”的 2010 年度和2011年度报告中，预测基于数据的学习分析技术将在未来的四到五年内成为主流，并对学习分析技术在教学、学习、研究和知识生成等方面所具有的作用进行了分析,勾勒了其广泛的应用前景。近年来,在教育技术领域，学习分析逐渐成为了迅速发展的新热点之一。我们可以看出，各种学习技术系统中己经获取并储存了大量的学习者学习行为数据，而且这些学习行为的数据还在迅速增加，这就急迫需要一种新的技术对这些数据进行分析, 为改进学习实践、增强学习效果提供依据。尽管在传统教学过程中也能够评估学生的成绩、分析教学过程,从而提高教学的质量，但是所采集的数据往往不够充分,信息化程度较低，而且分析结果用于干预教学的周期过长，效果不明显。因此，学习分析技术逐渐浮现出来，并受到越来越多的关注。［1］ 二、学习分析技术背景 在学习分析概念形成之前，相关方法、技术和工具都已经发展起来了。学习分析从一系列研究领域汲取技术，如数据统计、商业智能 (Business Intelligence)、网页分析(Web Analytics)、运筹学(Operational Research)、人工智能(AI)、教育数据挖掘(EDM )、社会网络分析、信息可视化等。数据统计历来作为一个行之有效的手段用来解决假设检验问题。商业智能以数据仓库、联机分析处理、数据挖掘等技术为基础，从不同的数据源中提取数据，将之转换成有用的信息，它与学习分析有相似之处，但它历来被定位于通过可能的数据访问和绩效指标总结使生产更高效。网页分析工具，如Google analytics通过网页访问量 ,与互联网网站、品牌等的关联做出报告，这些技术可以用来分析学生的学习资源(课程,材料等)以追踪学生的学习轨迹。运筹学通过设计优化数学模型和统计方法使目标最优化。人工智能和数据挖掘中的机器学习技术建立在数据挖掘和人工智能方法上，它能够检测数据中的模式。在学习分析中的类似技术可用于智能教学系统，以更加动态的方式对学生进行分类而不是简单地进行人口统计分类，可以通过协同过滤技术对特定的资源建立模型。社会网络分析可以分析出隐含的人与人(如在论坛上的互动)和外显的人与人(如朋友或者关注对象)之间的关系，在学习分析中可用于探索网络集群、影响力网络、参与及不参与状况。信息可视化是很多分析的重要一步(包括上面列出的那些分析方法)，它可以用来对所提供的数据进行意义建构，John Tukey1977年在他的《探索性数据分析》一书中给我们介绍了如何更好地利用信息可视化，Turkey强调使用可视化的价值在于帮助在形成正式的假设之前做检验。以上这些学习分析技术都可以对大量数据进行分析和处理,形成分析报告为教育提供帮助。［2］基于学习分析的在线学习测评建模与应用_课程综合评价参考模型研究_孙洪涛_郑勤华_
薄层色谱法在药物分析中的应用
表面分析技术讲义
研究生《小波理论及应用》复习题
学习分析技术综述研究
薄层色谱分析步骤及注意事项经典.doc
【免费下载】小波分析及其应用
技术性分析概述
学习分析技术综述
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