质子转移反应质谱的建立与性能研究

报道了自行研制的质子转移反应质谱的基本结构和性能。利用水蒸气辉光放电产生了反应离子H3O ,以合成空气为反应气体,测量了H3O 与合成空气中的水反应产生的团簇离子H3O (H2O)n的质谱。实验发现,当漂移管电场与分子密度比值为144Td时,增加的离子能量可以阻止团簇离子H3O (H2O)n的形成,质谱观察到的离子主要是H3O ,其纯度可达99%以上,这时H3O 与有机物分子如甲苯的质子转移反应的产物离子也呈单一形式,团簇离子得到很好地抑制。根据离子强度和离子反应时间等参数,获得了PTR-MS目前的检出限为10-8(V/V)。利用PTR-MS对标准浓度甲苯及其稀释气体进行检测,表明PTR-MS在线定量检测准确性良好,线性动态范围跨越3个数量级,能够应用于大气中痕量挥发性有机物的实时在线测量。     

微流控芯片流动注射气体扩散分离光度测定系统的研究

提出了纳升级进样量的微流控芯片流动注射气体扩散分离光度检测系统. 制作三层结构微流控芯片, 在玻璃片上加工微反应通道, 用聚二甲基硅氧烷[Poly(dimethylsiloxane), PDMS]加工气体渗透膜和具有接收气体微通道的底片, 实现了生成气体的化学反应、气-液分离和检测在同一微芯片上的集成化. 采用缝管阵列纳升流动注射进样系统连续进样, 用吸光度法测定NH+4以验证系统性能. 结果表明， 该系统对NH+4的检出限为140 μmol/L(3σ), 峰高精度为3.7%(n=9). 在进样时间12 s、注入载流48 s和每次进样消耗200 nL试样条件下, 系统分析通量可达60样/h. 若加大样品量到800 nL, 使接收溶液停流1 min, 该系统对NH+4的检出限可达到35 μmol/L(3σ), 但分析通量降低到20样/h.     

呼气中痕量挥发性有机物的质子转移反应质谱在线检测研究

通过对自主研制的大气成分在线检测质子转移反应质谱的进样管路系统进行改造,建立了可在线检测呼气中痕量挥发性有机物的质子转移反应质谱装置。通过对呼气进样系统的旁路流量控制,实现对进样速度的调控,既可提高进样速度,以满足实时监测呼气中指定成分浓度变化;也可适时关闭旁路,以降低进样速度,从而对呼气成分进行全谱分析,避免采样袋采样和浓缩的复杂程序和潜在干扰。以作者呼出气体作为研究对象,对装置性能进行测试,结果表明:装置最快响应时间可达1s,对呼气中丙酮的探测灵敏度高达每10-9(V/V)浓度的信号强度为14.6counts/s,多次呼气测量重复性好,有望广泛应用于呼气疾病诊断研究。     

Proton Trasfer Reaction Mass Spectrometry for On-line Detection of Trace Volatile Organic Compounds in Breath

通过对自主研制的大气成分在线检测质子转移反应质谱的进样管路系统进行改造,建立了可在线检测呼气中痕量挥发性有机物的质子转移反应质谱装置.通过对呼气进样系统的旁路流量控制,实现对进样速度的调控,既可提高进样速度,以满足实时监测呼气中指定成分浓度变化;也可适时关闭旁路,以降低进样速度,从而对呼气成分进行全谱分析,避免采样袋采样和浓缩的复杂程序和潜在干扰.以作者呼出气体作为研究对象,对装置性能进行测试,结果表明:装置最快响应时间可达1 s,对呼气中丙酮的探测灵敏度高达每10-9(V/V)浓度的信号强度为14.6 counts/s,多次呼气测量重复性好,有望广泛应用于呼气疾病诊断研究.     

NiWO4纳米材料的湿法合成及新型气敏传感器性能研究

采用湿法合成了低温(60 ℃)生长的三维花状NiWO₄材料,并制备了NiWO₄氨气传感器。采用X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（IR）和拉曼光谱（Raman）等对NiWO₄纳米材料的物相结构、微观形貌和比表面积进行了分析;研究了传感器对氨气、二氧化氮、二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳和甲烷等气体的传感性能。结果表明：NiWO₄对氨气显示了最佳气敏响应。在50 ppm氨气下,NiWO₄氨气传感器显示出快速响应（47 s）和快速恢复（143 s）。此外,还测试了材料在 22.5%~97.3%的相对湿度（RH）内的响应恢复效应。结果表明：NiWO₄材料对于湿度的响应较为迅速（37 s）,具备制备高性能湿敏传感器的潜力。      

煤矿束管监测系统红外线气体分析仪的校准

根据JJF 1094–2002 《测量仪器特性评定》的要求,研究了煤矿束管监测系统红外线气体分析仪的校准方法。选用氮中氧气体标准物质作为仪器零点校准气体,流量控制在1 000～1 500 mL/min,在每一量程内配制一种浓度的混合气体标准物质,能够满足校准需求。确定的仪器计量技术指标:示值误差不大于5%FS,测量结果的重复性不大于2%,响应时间不大于120 s。该方法成功用于ULTRAMAT 23型红外线气体分析仪的校准,可用于实验室仪器的验收和评价,对该类仪器技术规范的制订有借鉴意义。     

基于CsPbBr3量子点的湿度传感器的制备及其在微裂纹检测中的应用

采用简单的溶液路线结合乙酰丙酮铁(AAI)改性技术,制备了分散性良好、尺寸均匀的钙钛矿型CsPbBr₃-Fe量子点(QDs),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及光致发光(PL)光谱对材料进行表征。并通过旋涂法构筑基于钙钛矿QDs的电阻式湿度传感器。湿敏特性测量结果表明：该湿度传感器在10%~100%的相对湿度(RH)的检测范围内具有良好的线性、快速响应特性;在70% RH时传感器的灵敏度为1.1,响应时间为33 s,恢复时间为38 s。此外,我们运用有限元方法模拟了管道微裂缝的泄漏行为,通过模拟不同流速、压力下的流速场和压力场分布,验证了利用湿度传感器检测泄漏点位置的可行性。     

基于CsPbBr3量子点的湿度传感器的制备及其在微裂纹检测中的应用

采用简单的溶液路线结合乙酰丙酮铁(AAI)改性技术，制备了分散性良好、尺寸均匀的钙钛矿型CsPbBr₃-Fe量子点(QDs)，通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及光致发光(PL)光谱对材料进行表征。并通过旋涂法构筑基于钙钛矿QDs的电阻式湿度传感器。湿敏特性测量结果表明：该湿度传感器在10%~100%的相对湿度(RH)的检测范围内具有良好的线性、快速响应特性；在70% RH时传感器的灵敏度为1.1，响应时间为33 s，恢复时间为38 s。此外，我们运用有限元方法模拟了管道微裂缝的泄漏行为，通过模拟不同流速、压力下的流速场和压力场分布，验证了利用湿度传感器检测泄漏点位置的可行性。     

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定含硼聚乙烯核屏蔽材料中的硼

含硼聚乙烯作为一种广泛应用的核屏蔽材料，准确掌握其中硼含量对于辐射防护屏蔽工程设计和屏蔽效果目标计算具有重要的意义。本文采用碳酸钠950 ℃熔融试样，以50%的盐酸溶液浸提熔融块，利用全程序空白试验溶液作为打底液配制校准系列曲线溶液作线性校准，建立了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定含硼聚乙烯核屏蔽材料中硼量的方法。试样测试溶液与线性校准系列溶液中大量钠离子基体相匹配，有效消除试样溶液与工作曲线溶液因离子强度、黏度等物理因素引起的非光谱干扰对测定结果准确度的影响；选用15%的王水冲洗进样系统，有效消减了硼在测定过程中存在的记忆效应问题；测试不同含量水平的试样，方法精密度（RSD，n=6）为0.7%～1.6%；以方法比对和加标回收方式验证本方法的准确度，与化学容量滴定法分析测试结果无显著性差异，相对误差为-1.6%～1.9%；回收率为99.0%～102%。该方法操作简便，能够快速准确的为工艺生产、屏蔽工程设计计算等提供可靠的分析数据。     

电感耦合等离子体质谱法测定新型抗菌不锈钢在生理盐水和磷酸盐缓冲液中的镓溶出量

建立了电感耦合等离子体质谱法测定新型抗菌不锈钢在生理盐水和磷酸盐缓冲液中的镓溶出量的分析方法. 为了消除盐沉积的影响,在进样系统中引入了Burgerner AriMist耐高盐雾化器和加厚嵌片. 同时,通过稀释样品并使用铟作为内标校正了基体干扰. 在选定的分析条件下,校准曲线的线性相关系数大于0.999,方法检出限为0.08 μg/L,测定结果的相对标准偏差小于3.0%（n=6）,加标回收率为98.3%~105.4%. 方法操作简单快速,可用于生理盐水和磷酸盐缓冲液中痕量镓的快速测定.     

毛细管电泳在线电推扫测定蔬菜中3种氯化烟碱类农药残留

以采用电动进样模式的毛细管电泳在线电推扫技术建立了测定蔬菜中吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪残留的新方法.研究了缓冲液浓度、pH值、十二烷基硫酸钠浓度、分离电压和进样量对峰高的影响,优化后缓冲液为40 mmol/L硼酸盐、60 mmol/L十二烷基硫酸钠、pH 7.8,进样电压10 kV,进样时间120 s,分离电压25 kV.在此条件下,吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪的富集倍数可达626,788和443倍;检出限分别为5.6,2.9和2.5 μg/kg;相对标准偏差为1.65%,1.92%和0.96%;平均加标回收率为87.4%～102.5%,95.3%～103.1%和78.7%～93.9%.本方法可满足相关标准中的残留限量要求,已用于蔬菜中这3种农药残留的检测.     

微痕量水分标准发生系统的研制

设计并研制了由气体纯化器、水渗透管和稀释装置组成的微痕量水分标准发生系统。以氮气为稀释气,系统可连续发生含量范围为10~1 000 nmol/mol的水分标准,相对扩展不确定度为2.4%~8.4%(k=2)。系统中的水渗透管由磁悬浮天平测量装置实时在线称量,稀释装置由高精度流量计校准,发生的水分标准利用光腔衰荡光谱水分仪进行监测。利用水分析仪考察了系统的准确性和稳定性,结果显示,系统发生的水分标准与仪器示值一致性良好,偏差在±4%之内;系统的稳定性良好,除低浓度点外,12 h内示值的相对标准偏差不大于0.3%。微痕量水分标准发生系统可为国内微痕量水分仪提供校准服务。     

超高效液相色谱法同时测定面膜中12种大麻素的含量

建立了一种同时测定面膜中12种大麻素类成分含量的超高效液相色谱（UPLC）分析方法。采用COSMOSIL(2.1ID×100 mm, 2.6μm)色谱柱,以0.1%甲酸-乙腈溶液（A）、 0.1%乙酸-水溶液（B）为流动相梯度洗脱,流速1.0 mL/min,柱温30℃,波长220 nm,进样量5μL。结果显示,12种大麻素浓度分别在0.4～40μg/mL范围内与峰面积呈线性关系（r>0.9993）,定量限（LOQ）均在0.68～1.63 mg/kg之间,平均加样回收率为77.6%～102.1%,相对标准偏差（RSD）≤4.6%。本方法适用于面膜中12种大麻素类成分的快速测定。     

有机进样系统-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定轻质油品中铁、锰、铅、硅的含量

建立了有机进样系统-电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定轻质油品中铁、锰、铅、硅含量的方法。称取5.000 0 g轻质油品于塑料瓶中,加入45 g内标溶液,得到待测轻质油品溶液。利用有机进样系统直接进样分析,内标法定量。在ICP-AES分析中,铁、锰、铅、硅的分析谱线分别为238.204,257.610,220.353,251.611 nm,射频功率为1 100～1 300 W,辅助气流量为2.0 L·min^-1,雾化气流量为0.30 L·min^-1,冷却气流量为16 L·min^-1,加氧量为20～35 mL·min^-1。结果显示：铁、锰、铅、硅校准曲线的线性范围均在5.0 mg·kg^-1以内,检出限（2.821s）均小于0.01 mg·kg^-1;于2 h内对0.2 mg·kg^-1基质匹配的混合标准溶液进行测定,各元素测定值的相对标准偏差（RSD,n=8）小于6.0%;对0.1,0.2,1.0 mg·kg^-1...     

带气封室的开关式相色谱仪进样器

本文用气封室解决了一般开关式进样器载气逸出使基线较长时间波动的问题,进样一次约需2～3秒,进样时基线波动(进样峰)比一般无隔膜进样器(开关式进样器)小得乡,进样峰的峰宽约为10秒,所以保留时间较短的色谱峰也不会受到影响,其性能比一般开关式进样器优越。本进样方法的重现性良好,连续进样11次,峰高的变动系数为3.5%。     

一种修饰钙掺杂钛酸铅湿敏纳米薄膜的新方法——钾修饰薄膜的制备、湿敏特性和结构表征

为了使感湿性能很差的钛酸铅湿敏改性，选取Ti(O-n-Bu)_4，Pb(OAc)_2和Ca (OAc)_2为起始物，采用溶胶-旋涂法以及烧结晶化过程，在镀有Ag-Pd合金叉指电 极的α-Al_2O_3基片上制备了钾修饰的钙掺杂钛酸铅纳米湿敏薄膜(K~+-Ca_xPb_ (1-x)TiO_3，缩写为K-CPT)。在(20 ± 0.1) ℃常温下、相对湿度RH=8.0%～93.6 之间5个检测点上测试了K-CPT的阻-温特性，并与纯钛酸铅薄膜（PT）、钙掺杂钛 酸铅薄膜(CPT)以及锂修饰的钙掺杂钛酸铅薄膜(Li-CPT)进行了比较，对工艺进行 了正交实验和研究。结果表明：在x = 0.35，K~+含量为1%(K/Ti, mol/mol)，以及 850 ℃/1h的烧结晶化成瓷条件下，所制得的陶瓷薄膜在RH=8.0%～93.6%的实测范 围内，灵敏度S=3.3*10~3，感湿响应时间τ=15s，湿滞 ≤ ±2%；而在RH=0%～ 100%的全湿范围内，总的电阻值降低值约为10~4 kΩ，即全湿范围内的灵敏度可达 四个数量级；S=10~4kΩ/100△RH(%)。通过XRD，SEM和TEM手段对薄膜的晶相结构 及显微结构进行了表征，薄膜为四方多晶，具有网状孔道和岛形晶界，晶粒呈极度 化定向排列的电畴结构，粒度为10nm，岛的平均面积为4μm*5μm。     

新型流动注射电化学发光分析系统及性能表征

为研发电化学发光体外诊断试剂,设计了一种流动注射池,构建了喷射式流动注射电化学发光分析系统,并运用Ru(bpy)2+3/TPA混合进样模式对此系统进行了评估.在检测电位1.18 V,进样量100 μL,进样速度50 μL/s,TPA浓度10 mmol/L,样品缓冲液100 mmol/L PBS(pH 8.4), 载体缓冲液10 mmol/L PBS(pH 8.4)最优条件下,获得Ru(bpy)2+3的检出限(S/N=3)为0.005 μmol/L; 线性范围为0.01～5 μmol/L; RSD为1.02%.结果表明,此分析系统灵敏度高,线性范围宽,分析速度快,样品用量少,实现了进样、检测及清洗过程自动化.     

实时直接分析-高分辨质谱法快速检测化妆品中的氯霉素

建立了一种用于化妆品中氯霉素快速检测的实时直接分析-高分辨质谱法。样品以乙醇为提取溶剂超声、振荡萃取,纯水稀释1倍后,采用12 Dip-it Samplers模式进样,在负离子模式下,以全扫描-平行反应监测(Full MS-PRM)模式进行直接定量分析。离子化温度为500 ℃,进样速度为0.3 mm/s。结果表明,氯霉素在0～100 mg/L范围内具有良好的线性关系,相关系数(r)为0.998　4,方法定量下限(LOQ)为3.0 mg/kg。在3.0、6.0、30 mg/kg 3个加标水平下的回收率为70.2%～119%,相对标准偏差(RSD)为8.4%～17%。该方法具有样品前处理简单、分析速度快、基质干扰小等优点,适用于化妆品中氯霉素的快速检测。     

BST/Si-NPA复合薄膜的湿敏电容特性研究

本文采用溶胶-凝胶法和旋涂工艺，以Si-NPA为衬底，制备了钛酸锶钡(BST)/Si-NPA复合薄膜，并对其形貌、结构及湿敏电容特性进行了研究。结果表明，环境的相对湿度(RH)、测试信号频率和退火温度均对湿敏电容特性具有较大影响。在100 Hz的测试信号频率下，当环境的相对湿度从11%上升到95%时，BST/Si-NPA湿敏元件的电容增量可达起始值的4 400%，显示出较高的湿度敏感性。同时，元件的响应时间和恢复时间均约为42 s，表现出较快的时间响应和均衡的吸附/脱附。最后，通过复阻抗法讨论了元件的感湿机理。     

高效液相亲水作用色谱-串联质谱法同时测定人尿液中烟碱及其9种代谢物

建立了同时测定人尿液中烟碱及其9种代谢物的高效液相亲水作用色谱－串联质谱分析方法。尿液样品经乙腈和甲醇混合溶剂（体积比3∶1）稀释20倍,过0.22 μm滤膜后直接进样。采用Atlantis HILIC Silica 柱（3.0 mm × 100 mm,3.0 μm）,以10 mmol/L甲酸铵水溶液（用甲酸调至pH 3.0）－乙腈为流动相进行梯度分离,电喷雾正离子电离模式和多反应监测扫描模式下测定,以同位素内标法定量。结果表明,烟碱及其9种代谢物在各自的质量浓度范围内线性关系良好,相关系数（r）均大于0.997,检出限（LOD）和定量下限（LOQ）分别为0.03～0.24 ng/mL和0.10～0.80 ng/mL;在低、中和高3个加标水平下的加标回收率为81.9%～110%,日间和日内相对标准偏差（RSD）为0.50%～6.7%。该方法操作简单、灵敏度高、稳定性好,能够满足大批量人尿液中烟碱及其9种代谢物的检测需求。