含土灰浆中有机物的生物酶学检测方法

摘要

至迟在公元前3000年左右，中国人已经开始烧制石灰。随着人类活动的不断扩大，单一的石灰已不能满足人们的生活要求，在石灰中加入粘土和细沙，按一定比例混合并分层夯实，便组成了更具有强度和耐久性的三合土。在石灰和三合土中加入蛋清、血料、红糖、糯米、桐油等有机物，创造出了有机-无机复合灰浆，这是中国建筑材料史上的一大创新，也是经过千百年时间检验的一项伟大成就。
　　本研究是国家科技支撑计划项目“古代建筑基本材料（砖、瓦、灰）科学化研究”课题、国家文物局“指南针计划”专项项目“中国古代建筑灰浆及制作技术科学评价研究”课题、以及国家文物局区域创新联盟课题“文物微量有机物分析检测技术研究及实验室建设”的重要内容，将通过对灰浆中有机物的生物矿化作用机理探讨、灰浆中有机物的检测方法综述及实验方案摸索等手段，尝试使用生物酶学方法解决土或三合土中有机物分析的问题，为古建筑灰浆保护和修复做出一定贡献。
　　蛋白质、糖类、脂类等有机物使得灰浆无机成分碳酸钙的性能提升的部分原因，可以归结为生物矿化作用。在碳酸钙中加入有机物可以降低晶体成核活化能，使晶体类型从方解石向硬度和强度性能更加优越的文石和球霰石转变，从而提高灰浆的整体性能。有机基质是晶体成核和生长的框架或结构模板，还在晶体的成核、定向、生长、形态控制等方面起调控作用。
　　目前对于有机物的检测方法除常规的化学法、红外光谱法、色谱法、质谱法、气质联用法等，还有新兴的生物学方法，如检测血液使用的免疫学方法、检测蛋清使用的酶联免疫吸附法、检测蔗糖和淀粉使用的酶学方法等。这些方法在之前多用于食品、生物和医学方面，而鲜有用于建筑灰浆检测领域，因此这些方法十分值得我们借鉴并且引入到灰浆分析体系当中。
　　本研究进行了灰浆中有机物的化学法检测，介绍模拟灰浆制备过程，化学法检测蛋白质、血、糖、淀粉和桐油的方法及步骤，并对模拟灰浆和古代灰浆样品进行检测;进行了灰浆中蛋清、红糖和糯米的傅里叶转换红外线光谱法检测，介绍FTIR法检测有机物的原理及步骤，并对模拟蛋清、红糖和糯米灰浆进行检测;进行了灰浆中蛋清的酶联免疫吸附法检测，介绍ELISA法检测蛋清的原理及步骤，并对模拟蛋清灰浆和疑似含有蛋清的古代灰浆样品进行检测;进行了灰浆中蔗糖的酶学方法检测，介绍酶学方法检测蔗糖的原理、步骤，并对模拟红糖灰浆和疑似含有红糖的古代灰浆样品进行检测;进行了灰浆中淀粉的酶学方法检测，介绍酶学方法检测淀粉的原理、步骤，并对模拟糯米灰浆和疑似含有糯米的古代灰浆样品进行检测;
　　本研究综述了灰浆中有机物的生物矿化作用机理和灰浆中有机物的检测方法，对实验室制作的模拟灰浆及古代灰浆样品进行了化学法检测和红外法检测，而后又进一步针对无机基底为土或三合土的灰浆中蛋清、蔗糖、糯米成分难以检出的问题，采用酶联免疫吸附法检测蛋清、酶学方法检测蔗糖和糯米，试图解决上述问题，并得到了较满意的结果。

目录

声明

致谢

摘要

1．绪论

1．1 灰浆中有机物的作用机理

1．1．1 蛋白质与生物矿化

1．1．2 糖类与生物矿化

1．1．3 脂类与生物矿化

1．2 灰浆中有机物的检测方法

1．2．1 蛋清检测

1．2．2 血液检测

1．2．3 单糖和双糖检测

1．2．4 淀粉检测

1．2．5 桐油检测

1．3 本研究的目的、内容、方法和意义

1．3．1 目的

1．3．2 内容

1．3．3 方法

1．3．4 意义

1．4 本章小结

2．灰浆中有机物的化学法检测

2．1 模拟灰浆制备

2．1．1 材料

2．1．2 组分

2．1．3 制备过程

2．2 材料

2．2．1 试剂

2．2．2 试剂配制

2．3 方法

2．3．1 原理

2．3．2 步骤

2．3．3 实际操作程序

2．4 结果与讨论

2．4．1 化学法检测模拟灰浆样品结果

2．4．2 化学法检测古代灰浆样品结果

2．5 本章小结

3．灰浆中有机物的傅氏转换红外线光谱法检测

3．1 方法

3．1．1 原理

3．1．2 步骤

3．2 结果与讨论

3．2．1 模拟蛋清灰浆检测结果

3．2．2 模拟红糖灰浆检测结果

3．2．3 模拟糯米灰浆检测结果

3．3 本章小结

4．灰浆中蛋清的酶联免疫吸附法检测

4．1 材料

4．2 方法

4．2．1 原理

4．2．2 步骤

4．3 结果与讨论

4．3．1 酶联免疫吸附法检测模拟灰浆样品结果

4．3．2 酶联免疫吸附法检测古代灰浆样品结果

4．4 本章小结

5．灰浆中蔗糖的酶学方法检测

5．1 材料

5．2 方法

5．2．1 原理

5．2．2 计算

5．2．3 步骤

5．3 结果与讨论

5．3．1 酶学方法检测模拟灰浆样品结果

5．3．2 酶学方法检测古代灰浆样品结果

5．4 本章小结

6．灰浆中淀粉的酶学方法检测

6．1 材料

6．2 方法

6．2．1 原理

6．2．2 计算

6．2．3 步骤

6．3 结果与讨论

6．3．1 酶学方法检测模拟灰浆样品结果

6．3．2 酶学方法检测古代灰浆样品结果

6．4 本章小结

7．结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

附录

作者简历