[用甲苯代替苯改进层析液配方的探索与思考]苯和甲苯
摘 要 在“叶绿体色素的提取和分离”实验中，经多次试验，发现用低毒性的甲苯代替苯对层析液的配方进行改进，效果更显著，4条色素带分离更明显。 关键词 层析液
色素分离
实验改进
中图分类号 Q-33
文献标识码 B
1课题的提出
学生是教学过程的起点和终点，是教育的本体，关注人的发展是新课程的核心理念。然而生物实验中有不少药品具有一定的刺激性、腐蚀性和毒性。从学生的健康着想，教师在生物实验中一方面要培养学生的卫生与健康意识，良好的生活卫生习惯，另一方面教师更应探索用低毒性或无毒性的药品代替毒性较强的药品，以减轻药品对师生身体的危害。
高中生物“叶绿体色素的提取和分离”实验中，由于层析液的成份――苯对师生的健康危害较大，因此，多年来一直在寻求一种无毒性或低毒性的替代品。经多次实验，发现甲苯是一种很好的替代品。
2课题研究的理论依据
苯是一种毒性很强的有机物，美国早在1992年就禁止在学生实验中使用苯。1982年，医学家首次发表了苯与白血病有关的研究报告。苯的致癌性评级为一类人类致癌物。其主要表现在以下四个方面：直接致癌机制；破坏骨髓微循环，导致造血干细胞分化和成熟迟缓，乃至凋亡；产生大量自由基并形成损伤；动物实验表明，苯代谢可与细胞中的DNA结合，在组织中形成DNA化合物，并抑制DNA和RNA合成。
甲苯属低毒，进入人体后，可以在人体的NADP(转酶Ⅱ)存在下被氧化成苯甲醇，再在NAD(转酶I)存在下氧化为苯甲醛，生成甲基苯甲酸，然后与甘氨酸结合形成甲基马尿酸，在18 h内几乎全部排出体外。即使是吸入后残留在肺部的少量的甲苯，也在接触后3 h内(半衰期为0.5～1 h)全部呼出体外。实验中残留的甲苯，在清洗时进入水体，由于甲苯在水溶液中挥发得较快，而且在地表水中，不是持久性的污染物，挥发到空气中的甲苯也能被光解。因此，用低毒的甲苯取代苯来完成“光合色素的提取和分离”实验能够得到更好的效果。
3用甲苯代替苯对层析液配方进行改进的探索
3.1实验步骤
为确保实验结果的可行可信，采用了统一新鲜的菠菜叶作为提取色素的材料，用95％乙醇作溶解色素的溶剂，将20份石油醚(60～90℃下分馏)、2份丙酮、1份甲苯配制成层析液；每次试验都采用对比实验；每次对比实验都采用同一磨制、过滤的色素溶解液与同时用苯和甲苯配制的不同的层析液进行实验，得到了理想的实验效果。具体操作过程如下：
(1)将剪成1cm宽10cm长的滤纸条放干燥箱进行干燥处理。
(2)分别用1份苯和甲苯与2份丙酮、20份石油醚配制成两种不同的层析液。
(3)在研钵中放入5g剪碎的新鲜的菠菜叶子、0.5 g碳酸钙、0.5 g二氧化硅，先将其快速研磨成浆状，再放入12 mL 95％K,醇快速研磨使其混合均匀，静置十几秒钟。
(4)过滤提取上述(3)中的滤液。
(5)点样。用自制的毛细吸管在干燥处理过的滤纸条上画滤液细线(为确保有足够的色素，形成清晰的色素带，有利于分析，在试验中每次待滤液干燥后再重复画3次到5次直到8次)。
(6)分离叶绿体中的色素。将点样后的滤纸条一分为二，分别同时放入盛有不同的层析液的小烧杯中进行层析。
(7)观察小烧杯中滤纸条上色素分离的情况，并记录所需时间。
(8)分析实验结果。
为保证实验结果的正确性，每次试验都采用足够量的滤纸条，并且在不同的时间段反复进行。同时对用甲苯配制而成的层析液的稳定性进行试验，通过对其进行连续7d的跟踪实验，得知只要将该层析液保存在密闭容器里，一个星期内其效果始终保持不变。
在学生的对比实验中，由于少数学生在层析时心太急，过早地从层析液中取出滤纸条，因此导致只出现了3条色素带的情况。
3.2实验结果分析
从以上实验结果可以清楚地看到：用甲苯代替苯，没有影响扩散效果。两种情况下，扩散的速度基本一致。3 min时，用甲苯作层析液材料的滤纸条上，已清楚显示出四条色素带，5min后逐步达到稳定。用甲苯代替苯，实验能够获得更明显的4条色素带，特别是第一条胡萝卜素与第二条叶黄素之间，分离十分明显。
4 对用甲苯代替苯对层析液配方进行改进的实验结论与思考
4.1
实验改进建议
由此实验可知，用甲苯替代苯进行实验，对4条色素带扩散的时间没有什么影响，而且4条色素带的扩散效果更好，实验也更加安全、环保。
4.2后续研究展望
还需要说明的是，在以往的学生实验中，用苯、石油醚、丙酮配制的层析液基本上不能层析出四条色素带，绝大多数是3条色素带。若用苯配制的层析液中能层析出4条色素带，则用甲苯配制的层析液中一定能层析出4条色素带，而当用甲苯配制的层析液中能层析出4条色素带时，用苯配制的层析液却不一定能层析出四条色素带。这是操作中的问题，还是气候(温度、湿度)的问题，还有待于进一步的研究。另外，本课题用甲苯配制层析液的实验试剂改进只是一种思路，仅起抛砖引玉的作用，望同行经过探索后，能用更好的药品来代替苯，让学生和教师在更安全、更环保的环境下来完成这一实验。