多维校正辅助激发-发射矩阵荧光法快速定量及动力学分析土壤中9-羟基芴

9-羟基芴(9-OHF)是一种常见的多环芳烃类环境有机污染物.本文提出了一种基于交替惩罚三线性分解(APTLD)和交替惩罚四线性分解(APQLD)的多维校正与三维荧光技术相结合的新策略,用于快速定量和动力学分析土壤样中9-OHF.选取因子数(F)为5和6,采用基于APTLD的三维校正方法分析拓展的三维数阵,所得土壤样中9-OHF平均回收率分别为(117.6±5.6)%和(111.1±5.1)%,半衰期分别为126.0和111.8 min,但T检验表明其预测值存在显著性差异.接着,采用基于APQLD的四维校正方法解析四维数阵.选取F=5和6,所得土壤样中9-OHF平均回收率分别为(107.8±10.6)%和(104.5±10.3)%,半衰期分别为121.6和105.0 min, T检验表明其预测结果准确可靠.此外, APQLD还给出了较好的选择性和更低的检测下限.结果表明基于APQLD的四维校正方法具有“高阶优势”,通过对四维数阵的唯一性分解,可提供准确可靠的结果,为研究复杂体系分析物的动力学过程提供了一种很有潜力的分析手段.     

三线性分解方法用于光谱数据中背景漂移的扣除

在光谱测量中, 通常会发生光谱背景漂移现象. 引起光谱背景漂移的因素有很多, 如仪器的背景噪声变化, 测量时环境温度的变化, 光源如氙灯的使用时间等等. 针对三维光谱数阵, 发展了一种基于交替三线性分解(ATLD)算法的化学计量学方法用来处理光谱背景漂移问题. 该方法在进行三线性分解时, 对待光谱背景漂移与感兴趣组分一样, 将其单独当作一个组分或因子来考虑, 并将其从分解得到的相应矩阵中提取出来, 构建一个光谱背景漂移阵, 然后从三维原始响应数阵中将其减掉, 从而达到成功扣除光谱背景漂移的目的. 采用发展的方法处理2组模拟数据和2组实验数据, 都获得了满意的结果. 另外, 对于非线性较严重的背景漂移, 通过再进行一次扣除, 即“二次扣除”, 也达到了理想的效果. 该方法有望发展成为一种很有潜力的光谱预处理技术.     

三维荧光校正法直接测定尿液中的利血平

利用化学计量学三维数据校正方法中的交替三线性分解算法(ATLD)和自加权交替三线性分解算法(SWATLD), 不经化学分离, 对采用激发-发射矩阵荧光法所得到的三维响应数据阵进行三线性成分分解, 再基于标样已知浓度, 利用简单回归法直接测定尿液中利血平(Reserpine)的含量. 结果表明, 当体系的主要组分数取3时, 两种方法均可迅速、 快捷地得到待测物的浓度, 有效地解决了荧光法定量测定时未知背景及干扰物光谱严重重叠而引起的问题.     

三维荧光光谱结合二阶校正算法用于尿液中常见毒品的检测

利用三维荧光光谱技术结合二阶校正算法对尿液中冰毒、3,4-亚甲基二氧基甲基苯丙胺、可卡因和吗啡4种毒品进行快速定量分析.结果表明,平行因子(PARAFAC)、交替三线性分解(ATLD)和自加权交替三线性分解(SWATLD)算法均能很好地分辨出待测组分,且通过PARAFAC与SWATLD算法解析三维光谱数据获得的尿液背景干扰下4种毒品的平均回收率为92.8%~106.1%,相对误差低于8%.三维荧光光谱结合二阶校正算法可用于常见毒品滥用者的快速检测,为缉毒禁毒工作提供新的检测手段.     

三维荧光二阶校正方法快速检测香蕉中双苯三唑醇含量

利用交替三线性分解(ATLD)、交替拟合残差(AFR)和自加权交替三线性分解(SWATLD)等3种二阶校正算法分别对三维荧光光谱数据进行解析,实现了香蕉中的双苯三唑醇含量的直接快速定量测定.当被分析体系的组分数取2时, ATLD、AFR和SWATLD获得的平均回收率分别为(98.2±2.6)%、(97.6±2.1)%和(91.5±3.5)%.另外,采用椭圆置信区间测试(EJCR)和品质因子,如灵敏度(SEN)、选择性(SEL)和检出限(LOD)评估了3种算法的准确性.实验结果表明:3种算法均能成功用于直接分析香蕉中双苯三唑醇的含量.     

交替拟合残差算法与高效液相色谱-二极管阵列检测方法结合同时测定两种抗结核药物

本文利用化学计量学交替拟合残差(AFR)算法与高效液相色谱-二极管阵列检测(HPLC-DAD)方法相结合,同时测定两种抗结核药物异烟肼和吡嗪酰胺的含量。该法与交替三线性分解算法(ATLD)、自加权交替三线性分解(SWATLD)算法相比较,从预测均方差、预测相对误差以及平均回收率等结果来看,其预测结果更接近实际值。研究表明,基于交替拟合残差等算法的二阶校正法,可以迅速准确地给出色谱重叠情况下两个组分的预测结果,是复杂体系成分直接定量分析的一个有力的化学计量学工具。     

三线性分解算法对液相色谱-质谱联用仪多样本测定数据分辨适用性的比较

从三线性分解算法对液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)多样本测定数据分辨的适用性角度入手,探讨了双线性和三线性分解算法的实际应用效果、存在的问题及其解决方案。本文选择含有低丰度肽段和高干扰背景信号的代表性测定数据进行测试。结果表明,双线性方法不具有分辨唯一性,不能分离LC-MS多样品测定数据存在的背景干扰,从而不适用于低丰度肽段问题的分析。常规的三线性分解算法难以满足质谱信号具有的数学特性--稀疏性,分辨结果并不完全可靠。本文提出了具有非负约束的交替三线性分解(non-negative alternating trilinear decomposition, NNATLD)新算法用于LC-MS多样本测定数据分辨及数学分离,能够很好地适应质谱的数学特性,且具有计算资源节约和收敛速度快等特点。     

梳状-线性共聚物自组装的耗散粒子动力学模拟

梳状-线性共聚物在选择性溶剂中可以自组装形成两种不同类型的聚集体, 其中第I类的自组装发生在亲、疏溶剂链之间, 而第II类发生在线性链和梳状亚结构之间. 本工作利用耗散粒子动力学方法, 分别研究了梳状-线性共聚物在侧链和主链选择性溶剂中形成的这两类聚集体, 探讨了侧链长度和侧链数量等对聚集体类型及形貌的影响. 研究表明, 第II类聚集体在侧链长度较短且侧链数量较多时容易形成. 将模拟结果与文献报道的实验结果相比较, 发现两者能较好地吻合. 此外, 本研究获得了一些在实验中较难得到的信息, 有助于进一步理解梳状-线性共聚物的自组装行为.     

三维荧光二阶校正法快速测定人尿样中奥沙普秦含量

利用三维荧光光谱技术,结合分别基于自加权交替三线性分解(SWATLD)和交替归一加权残差(ANWE)算法的二阶校正方法,直接快速测定人体样液中以及萘丁美酮或萘普生于扰共存下奥沙普秦的含量.利用本方法的"二阶优势",在尿液内源物质及萘丁美酮或萘普生干扰共存下有效地分辨出奥沙普秦的激发发射荧光光谱.采用SWATLD和ANW...     

主成分-线性判别法对大气易挥发性有机化合物的预警

应用遥感傅里叶变换红外光谱,采用主成分提取-线性判别分析(PCA-LDA)技术,对丙酮、二氯甲烷、甲苯、苯、氯仿和甲醇等六组分的任意混合体系进行定性鉴别。被选用的这6种大气有毒有机化合物的红外光谱图相互间存在着严重的混叠,并和反向传播人工神经网络(BP-ANN)的预测结果进行了比较。PCA-LDA的鉴别判对率达92.2%,识别率94.4%,误判率7.8%;BP-ANN分别为91.1%、95.6%和8.9%。结果表明PCA处理克服了LDA对多变量数据预测的局限性,预测性能和BP-ANN相当。鉴于BP-ANN计算耗时和繁琐,PCA-LDA模型被确定为建立VOCs预警模型最适当的方法。     

在线固相萃取-超高效液相色谱-线性离子阱串联质谱法直接测定水中10种藻类毒素

建立了全自动在线固相萃取-超高效液相色谱-线性离子阱串联质谱法直接测定水中10种藻类毒素的方法.利用程序实现多次进样,通过在线固相萃取对藻类毒素进行富集,然后切换六通阀,将富集的目标物冲洗至分析柱进行分离后,进入线性离子阱质谱检测.10种藻类毒素在相应的浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.99,检出限在0.0015~0.0050μg/L之间,3个浓度水平(0.02、0.10和1.00μg/L)的加标回收率为83.7%~98.5%.结果表明,在线固相萃取极大简化了前处理过程,线性离子阱串联质谱法提高了痕量藻类毒素测定的灵敏度,增强子离子扫描(EPI)谱库的建立为藻类毒素的确证提供保障.本方法适用于水体中多种藻类毒素的快速确证和定量测定.     

动力学分光光度法结合化学计量学同时测定农药杀线威和抗蚜威

本文采用动力学分光光度法结合化学计量学方法对水样中的两种氨基甲酸酯类农药杀线威和抗蚜威进行测定.该方法基于酸性条件下,Cu(Ⅱ)能催化H2O2氧化罗丹明B而使其褪色,杀线威或抗蚜威存在时能使该反应速率降低,而且两者对反应速率的影响存在一定差异.实验对硫酸浓度、Cu(Ⅱ)浓度、罗丹明B浓度、H2O2的质量分数以及温度等条件进行考察.在选定实验条件下,杀线威和抗蚜威测定的线性范围分别为2～16μg·mL-1和1～15μg·mL-1,检测限分别为0.65μg·mL-1和0.41 μg·mL-1.实验采集波长554 nm处和反应时间0～600 s范围内动力学吸光度数据,并分别采用偏最小二乘法(PLS)和主成分回归法(PCR)处理,建立了定量回归模型并对合成样品进行测定以验证模型.该方法可应用于实际水样中杀线威和抗蚜威的同时测定.     

非负矩阵因子分解法分析苍术的气相色谱-质谱重叠峰

非负矩阵因子分解(non-negative matrix factorization,NMF)是对非负数据处理的一种多元统计分析方法.NMF分解结果没有"负值",易于理解和解释,具有比较明确的物理化学意义.由于其多解的特征,文献介绍的NMF算法并不能直接用于化学混合信号解析.作者根据化学波谱的基本特征(化学波谱的平滑性、色谱的单峰性以及质谱的稀疏性)对NMF算法进行了改进,缩小了其多解范围.应用改进的NMF进行模拟HPLC-DAD型两维数据(其中色谱严重重叠和完全重叠)和苍术GC/MS实验数据解析,得到了比较理想的结果.实验表明,改进后的NMF是一个可用于复杂样品化学信号分析的化学计量学新方法.     

核分段逆回归集成线性判别分析用于质谱数据分类

针对高维小样本质谱数据在构造模型时易产生的过拟合现象、变量间的严重共线性、及结构与性质间的非线性关系,采用了核分段逆回归(KSIR)特征提取集成线性判别分析(LDA)新技术。首先以KSIR算法完成质谱数据的非线性特征提取,然后在由新特征矢量张成的低维空间构造样本类别的线性判别函数,负责各样本个体类别的判定。将KSIR-LDA方法应用于软饮料的质谱数据分类,结果表明:该方法不仅适应质谱数据与性质间的非线性关系,而且可以更少、解释能力更强的特征变量取得更高的分类精度,并能实现在低维特征空间对数据的解释及可视化。     

三维荧光光谱结合二阶校正方法测定细胞培养基中阿霉素的含量

本文采用交替三线性分解(ATLD)和交替归一加权残差三线性分解(ANWE)两种二阶校正方法结合激发发射矩阵荧光光谱对完全不经任何预处理的细胞培养基中的阿霉素进行简单、快速、直接的定量测定.当算法选取组分数为2时,解析得到细胞培养基中阿霉素的平均回收率分别为(100.5±1.8)%和(100.3±1.9)%.在细胞培养基中加入烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和黄素单核苷酸(FMN)四种细胞内的自发荧光物后,选取组分数为4时,解析得到细胞培养基中阿霉素的平均回收率分别为(99.1±2.9)%和(99.2±3.1)%.结果表明该分析方法能够准确、快速地直接测定细胞培养基中阿霉素的含量,并且在模拟细胞内荧光干扰环境下可定量测定阿霉素,且能获得令人满意的结果.     

3,6-双(1-氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪银盐的热分解反应动力学及热安全性

利用两步合成法,得到标题化合物3,6-双(1-氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪(BTATz)银盐（Ag2(BTATz)·2H2O）,并用元素分析、X荧光和红外光谱分析对其进行了结构表征。 采用DSC和TG-DTG技术对化合物进行热分解行为及非等温热分解动力学研究。 结果表明,其热分解过程是由1个吸热阶段和2个放热阶段组成,主放热阶段的非等温热分解反应动力学方程为:dα/dt=1014.29×{3(1-α)[-ln(1-α)]1/4/4}exp(-2.10×104/T)。 计算得到化合物的自加速分解温度(TSADT)、热爆炸临界温度(Tb)、热点火温度(TTIT)和绝热至爆时间（tTIAD）分别为517.10 K、580.12 K、531.00 K和90.32 s ,以此来评价其热安全性。     

化学计量学辅助三维室温磷光法快速测定大气污染源样品中苊含量

建立了基于交替三线性分解的化学计量学辅助三维室温磷光法(ATLD-TRTP)快速准确检测大气污染源样品中多环芳烃苊(ACE)的方法。对采集的大气污染源,如餐厨油污、油烟气和烟囱灰等样品,经过简单的样品预处理后,采用荧光光谱仪的磷光模式进行测量,并对获得的激发发射矩阵三维磷光数阵采用ATLD算法进行分解。在n=5时,获得ACE的平均回收率分别为90.5%±7.9%、99.4%±6.1%和101.4%±10.9%,预测均方根误差(RMSEP)分别为0.25、0.12和0.20μg/mL,检出限(LOD)分别为39.2、18.9和31.0 ng/mL。结果表明,ATLD-TRTP方法能够在背景干扰共存下,快速检测大气污染源样品中ACE的含量,且方法准确、绿色环保,为研究大气颗粒物中PAHs的来源提供了一种很有潜力的分析手段。     

磁场-温度双重响应性复合微球的制备与表征

采用部分还原共沉淀法制备了尺寸约为10 nm的Fe₃O₄磁性纳米粒子, 并用油酸对其进行表面改性, 通过无皂乳液聚合的方法将Fe₃O₄与温敏性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物(PNIPAAm-co-Am)复合, 获得了具有磁场和温度双重响应的复合微球. 采用TEM, FTIR和XRD等方法研究了复合微球的结构与形貌, 分别采用动态激光光散射(DLS)和振动样品磁强计(VSM)表征了复合微球的温度响应性和磁场响应性. 结果表明, 所制备的Fe₃O₄/(PNIPAAm-co-Am)复合微球具有核壳结构, 尺寸约为100 nm, 该微球具有良好的磁响应性和温度响应性, 其最低临界溶解温度(LCST)约为40 ℃.     

在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱法同时检测生物样品中18种氨基甲酸酯类农药

建立了同时测定全血、尿液和肝组织等生物样品中18种氨基甲酸酯类农药的在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱(On-line SPE/LC-LIT/MS)分析方法。样品经乙腈处理,稀释和离心后直接进样。经Waters OasisHLB在线SPE柱富集纯化,以BETASIL C18柱为分析柱,甲醇-水(均含0.1%甲酸)为流动相进行梯度洗脱;使用电喷雾电离(ESI)正离子模式测定,扫描方式为选择反应监测(SRM)和连续反应监测(CRM)。18种农药在考察的质量浓度范围内线性关系良好(权重因子1/X),相关系数为0.994 3~0.999 4;在全血和尿液中的检出限为0.1~5 ng/m L,在肝组织中的检出限为0.1~5 ng/g;3个加标水平的回收率为90.2%~114.5%,相对标准偏差(n=4)为0.5%~7.5%。该方法简单准确,灵敏度高,能够满足生物样品中18种氨基甲酸酯类农药的快速分析要求。     

相平衡线和操作线的图析

在“传质过程”教材的处理中,搞清楚相平衡关系和操作线关系,是讲好精馏原理的关键,又是历届学生学习的难点,我们在长期教学实践过程中除讲透这两个基本概念外,试用表格和示意图比较分析的方法启发学生的思维,收到了较好的效果。 1.相平衡线与操作线关系的图析(见下表)。