低温恒能量同步荧光法同时快速检测食品中多种多环芳烃

恒能量同步荧光法应用于多环芳烃的检测可以提高选择性,低温可使谱带呈指纹特征,提供常温光谱无法获得的光谱细节信息,有助于实现对复杂基体中多环芳烃的检测。文章结合恒能量同步荧光扫描技术与斯波斯基低温技术,建立了食品中多种多环芳烃的低温恒能量同步荧光同时快速分析方法。对低油脂样品直接用正辛烷浸泡,高油脂样品也只需要增加皂化萃取,即可进行光谱扫描来检测食品样中的多种多环芳烃。对两种类型的实际样进行加标回收实验,回收率为80.2%～98.9%,定量工作曲线线性较好(r≥0.993 8)。该方法选择性好、操作简便快捷、费用低廉。     

食品中苯并(α)芘的微波辅助萃取方法的研究

微波具有萃取效率高、加热均匀、节省时间等特点,而恒能量同步荧光法应用于多环芳烃的检测可提高选择性,导数技术又能放大窄带灵敏度,抑制宽带,改善分辨能力。本文结合恒能量同步荧光扫描技术与导数技术,采用家用微波炉,建立了食品中苯并(α)芘(BaP)的微波辅助萃取-二阶导数恒能量同步荧光法。探讨了影响微波萃取效率的主要因素,如萃取溶剂的类型及使用量、微波萃取时间及冷却时间、微波辐射功率等,并与超声萃取做了比较。对低脂肪样品直接用混合溶剂微波萃取即可进行光谱扫描检测食品中的BaP;对高脂肪样品将皂化和微波辅助萃取这两步操作同时进行,简化操作步骤,缩短样品的前处理时间,使样品的整个分析过程可在1h内完成。该方法操作简单、快速、费用低廉,已应用于实际样检测,低脂肪样品的加标回收率为90.0%~105.0%,高脂肪样品的为83.3%~94.6%,方法重现性好,结果令人满意。     

蒽芘混合溶液二维相关荧光谱定量分析研究

为了实现对水中多环芳烃的快速、准确检测,基于同步二维相关荧光谱中自相关峰强度与水中多环芳烃浓度之间的关系实现其定量分析。配置蒽芘混合水溶液19个(芘浓度范围为1×10-6~1×10-4 g·L-1)。采集了所有样品在320nm波长激发下的荧光谱。在研究单组分蒽、芘水溶液一维荧光特性和蒽芘混合水溶液二维相关荧光谱特性的基础上,建立了同步二维相关荧光谱主对角线394nm处自相关峰强度与水溶液中芘浓度之间的数学关系:F=3 003.56-2843.86c+1 436.92 C2,其复相关系数为0.999。该研究为快速检测水中多环芳烃污染物提供了一种技术手段,同时该方法也可推广到环境中其他污染物的检测中。     

三种多环芳烃混合溶液二维荧光相关谱解析

多环芳烃为优先控制污染物,但是由于其含量很低,多组分多环芳烃荧光峰相互重叠,所以常规荧光光谱法无法对其荧光峰进行有效解析。采用二维荧光相关分析方法对三种多环芳烃,蒽、菲和芘的混合溶液进行荧光峰解析。根据研究目标,按照三种多环芳烃浓度比的不同配制了三种混合物体系,共27个样本,每种体系的三种溶液浓度彼此间按规律递增和递减。在此基础上,以浓度为外扰,构建了各体系的同步和异步二维荧光相关谱。同步谱中,在425,402,381,373,365,393及347 nm处产生自相关峰。以未被覆盖的菲在347 nm处荧光峰为线索,通过其与各波长处荧光交叉峰的正负,判断出了402,381,425和452 nm处荧光峰源于混合溶液中的蒽; 373与393 nm处荧光峰源于混合溶液中的芘; 365,356及347 nm处荧光峰源于混合溶液中的菲。通过异步谱解析出菲的385 nm处荧光峰,证明了异步谱比同步谱具有更好的光谱分辨率。研究结果表明,采用二维荧光相关方法对光谱严重重叠的多组分多环芳烃的解析是可行的,并具有一定的优势,可推广到对环境中其他污染物质的检测。     

导数同步荧光光谱对不同产区熟地黄的鉴别

实验测定了不同产区熟地黄的三维同步荧光光谱,提取其特征参数,发现不同产区熟地黄的有效荧光成分相似,并建立了谱-效关系,为临床用药剂量提供参考。进一步,对不同产区熟地黄的同步荧光发射光谱分别求一阶导数和二阶导数,放大了同步荧光发射谱的肩带,可区分光谱的细微变化,建立了鉴别不同产区熟地黄的导数同步荧光光谱方法。     

恒能量同步荧光法快速同时测定蒽和9, 10-二甲基蒽

建立了蒽和9,10-二甲基蒽的同时恒能量同步荧光分析法。它们的恒能量同步荧光光谱和常规荧光光谱相比,分辨力明显提高。蒽和9,10-二甲基蒽的线性范围分别为0～2 μg·mL-1和0～5 μg·mL-1,检出下限分别为2.2 ng·mL-1和1.7 ng·mL-1, 相对标准偏差不大于2%。水样中蒽和9,10-二甲基蒽的回收率为85%～103％。该方法简便快速,无需预分离。     

紫外脉冲激光作用下土壤中多环芳烃的分解与荧光发射特性（英文）

多环芳烃是具有致突变、致癌和致畸作用的一类持久性有机污染物,广泛分布在大气、水、土壤等不同环境介质中。多环芳烃一旦进入土壤便会长期存留于其中,土壤成为环境中多环芳烃的重要储藏库和最终归宿。土壤中的多环芳烃可以通过多种途径进入人体,对人类健康造成威胁。因此,对土壤中多环芳烃的监测十分必要。当前,传统的土壤多环芳烃检测方法过程繁琐、费时,不利于污染场地多环芳烃的大范围快速检测,而基于激光诱导荧光光谱技术的土壤多环芳烃检测法能够快速识别、检测土壤中的有机污染物。多环芳烃类物质具有易挥发,可被紫外光降解等特性,实验中紫外激光能量的选择至关重要,本文利用实验室搭建的266 nm激光诱导荧光系统,以蒽、芘、菲为研究对象,探究不同激光能量下多环芳烃分解和荧光光谱的变化特性。结果表明,当激光的能量密度变化时,荧光中心峰位置未发生偏移,但蒽、芘、菲三种多环芳烃荧光峰处最大强度的相对标准偏差随激光能量密度的下降呈现出先下降后上升的趋势:当能量密度为8.54 mJ·cm~(-2)时,三种物质在10次光谱测量结果的相对标准偏差均为最大,蒽、芘、菲三种物质的荧光峰强度相对标准偏差分别在1.72, 1.00和1.47 mJ·cm~(-2)的能量密度下达到最小值;蒽、芘、菲在100 s时,分解率分别达到59.3%, 69.8%和63.6%,在较高的能量下,蒽、芘、菲三种物质发生了较快的分解,芘相比于其他两种多环芳烃类物质更易发生光降解和热分解等作用,荧光峰强度相对标准偏差也高于蒽与菲;蒽在激光能量密度为1.72 mJ·cm~(-2)时, 10 s时的分解率已经接近于0, 100 s时分解率仅为12.8%,荧光峰强度相对标准偏差达到最低,当激光能量密度降至0.88 mJ·cm~(-2)时,蒽在100 s内的分解几乎可以忽略不计;对于芘而言,当激光能量密度降至1.00 mJ·cm~(-2)以下时,分解作用基本趋于一致, 100 s时分解率在47.3%～47.4%;而对于菲而言,当激光的能量密度低于1.47 mJ·cm~(-2)后,分解率不再随激光能量密度的降低而明显下降,在100 s时的分解率在36.8%～38.6%;在低能量密度土壤中芘与菲下仍发生分解作用。     

多环芳烃时间分辨荧光光谱特性研究

利用时间分辨荧光光谱技术,研究了菲、荧蒽、芴、蒽、芘等五种多环芳烃的荧光时间分辨发射光谱特性。以289 nm受激拉曼光作为激发光源,研究了289 nm激发光作用下五种多环芳烃的延时特性和门宽特性。并以多环芳烃随延时时间的荧光峰强度衰减关系曲线,得到菲、荧蒽、芴、芘的荧光寿命分别为37.0, 32.7, 10.9, 147.0 ns。不同荧光物质具有特定的荧光光谱特性,多环芳烃时间分辨荧光光谱特性的研究可以为复杂水体中不同种类多环芳烃的诊断提供依据。     

基于二维相关荧光谱土壤中PAHs检测方法研究

传统荧光光谱技术已被用于土壤中多环芳烃(PAHs)的检测,但由于土壤体系的复杂性、PAHs污染物的多样化和微量化,传统的荧光光谱技术无法有效提取土壤中PAHs的特征信息。为了解决上述问题,提出并建立一种基于二维相关荧光谱土壤中多环芳烃的检测方法。以土壤中典型的多环芳烃蒽和菲为研究对象,配置38个蒽菲混合标准土壤样品(蒽和菲的浓度范围均为0.000 5～0.01 g·g-1),在激发波长265～340 nm,发射波长350～500 nm范围内采集了所有样品的三维荧光谱。以激发波长为外扰,对外扰变化的动态一维荧光谱进行相关计算,得到每一样品的同步二维相关荧光谱。研究了浓度均为0.005 g·g-1蒽菲混合土壤样品的三维荧光谱和同步二维相关荧光谱特性,在同步谱主对角线398,419,444和484 nm处存在自相关峰,其中,398和484 nm荧光峰来自土壤中的菲,419和444 nm荧光峰来自土壤中的蒽;在主对角线外侧,蒽和菲两组荧光峰之间存在负的交叉峰,进一步验证了其来源不同;同时,在(408,434) nm和(434,467) nm处出现交叉峰,其中408和434 nm荧光峰来自土壤中的菲,467 nm荧光峰来自土壤中的蒽。指出与三维荧光谱表征的信息相比,二维相关荧光谱不仅能提取更多的特征信息(408和467 nm的特征峰在三维荧光谱中未被表征),而且还能提供荧光峰之间的相互关系,对其来源进行有效解析。在上述研究二维相关荧光谱特性的基础上,基于同步相关谱矩阵(38×151×151)建立了定量分析土壤中蒽和菲污染物浓度的多维偏最小二乘(N-PLS)模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.986和0.985,校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)分别为4.33×10-4和5.55×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.981和0.984,RMSEC和RMSEP分别为5.20×10-4和4.80×10-4 g·g-1。为了比较,基于三维荧光光谱矩阵(38×16×151)建立了定量了分析土壤中蒽和菲的N-PLS模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.981和0.972,RMSEC和RMSEP分别为5.09×10-4和6.74×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.957和0.956,RMSEC和RMSEP分别为7.36×10-4和7.77×10-4 g·g-1。指出,对于土壤中的蒽和菲检测,基于二维相关荧光谱的N-PLS模型的相关系数r,RMSEC和RMSEP都要优于基于三维荧光谱的N-PLS模型。研究结果表明：所提出和建立的方法-二维相关荧光谱直接检测土壤中PAHs污染物不仅可行,而且能提供更好的分析结果。该研究为激光诱导荧光结合相关谱技术现场直接检测土壤中多环芳烃污染物提供了理论和实验基础,具有较好的应用前景。     

土壤湿度对多环芳烃荧光特性的影响

荧光光谱技术已被用于检测土壤中多环芳烃。但土壤湿度对多环芳烃的荧光强度产生很强的干扰,这对于荧光光谱技术的土壤多环芳烃快速实时检测技术的发展无疑是一种挑战。为了研究土壤湿度对多环芳烃荧光特性的影响,分别配置了八个不同湿度(含水量5%～40%,间隔5%)的菲土壤样品。采用美国PE公司的LS-55荧光分光光度计对不同湿度含量的菲土壤样品进行了检测,得到不同湿度含量下的一维动态荧光谱,以土壤湿度为外扰,研究了其二维相关荧光光谱特性,发现菲土在386,408和432 nm处荧光强度随着土壤中湿度的增大而增强,而333 nm处瑞利散射光强度却在减小,提出通过建立菲荧光强度、瑞利散射光强度与土壤湿度之间的关系,有可能实现土壤湿度对菲荧光强度影响的校正。同时,也研究了土壤湿度对定量分析菲浓度标准曲线的影响,指出土壤湿度极大影响着精准定量分析菲浓度标准曲线的建立。     

比值光谱一阶导数法测定复方磺胺甲唑片中磺胺甲唑含量

本文应用比值光谱一阶导数法测定复方磺胺甲唑片剂中磺胺甲唑含量,依据磺胺甲唑比值导数光谱用峰零法在251nm处测定其含量,比值光谱一阶导数值与浓度(1～15μg@mL-1)线性关系良好,能有效消除甲氧苄啶的干扰,样品测定结果与药典方法比较没有显著差异(P＞0.05).     

Crank–Nicolson method for the fractional diffusion equation with the Riesz fractional derivative

We examine a numerical method to approximate to a fractional diffusion equation with the Riesz fractional derivative in a finite domain, which has second order accuracy in time and space level. In order to approximate the Riesz fractional derivative, we use the “fractional centered derivative” approach. We determine the error of the Riesz fractional derivative to the fractional centered difference. We apply the Crank–Nicolson method to a fractional diffusion equation which has the Riesz fractional derivative, and obtain that the method is unconditionally stable and convergent. Numerical results are given to demonstrate the accuracy of the Crank–Nicolson method for the fractional diffusion equation with using fractional centered difference approach.     

一种实现光声光谱的导数光谱的新方法

提出了一种实现光声光谱的导数光谱的新方法,为了获得光声光谱的导数光谱,利用一台单色仪和一个分光棱镜研制成一个波长-光强分束器,并用这个波长-光强分束器同时获得两束光强相等而波长有微小差别的两束光,这两束光经过一个互补调制器调制后在光声探测器内叠加,可以实现光声信号的差分,扫描单色仪的波长,就可以获得光声吸收光谱的导数光谱。实验证明这种方法可以准确实现光声光谱的一阶导数光谱,而且导数光声光谱比光声吸收光谱具有更高的光谱分辨率。     

甘蔗初压汁锤度近红外光谱分析的波段优选

用近红外透射光谱技术和偏最小二乘法建立甘蔗初压汁锤度的定量分析模型。用多元散射校正和Savitzky-Golay平滑化方法对原谱、一阶导数谱和二阶导数谱进行预处理。选取400—1100nm、1100—1400nm、1550—1850nm、2100—2350nm以及全谱（400—2500nm）5个波段,每个波段分别采用原光谱、一阶导数谱、二阶导数谱。同时调整Savitzky-Golay平滑点数和PLS因子数,通过多次PLS数值实验比较,按照预测效果确定每个模型的最优平滑点数、因子数,再从中选优。结果表明,采用二阶导数谱的1550-1850nm波段的定标效果最好,模型的预测相关系数、预测均方根偏差、相对预测均方根偏差分别为0.896,0.406,1.95%。1550—1850nm波段可以代替全谱波段得到好的定标效果,为设计小型专用近红外分析仪器提供依据。     

导数恒能量同步荧光法快速同时分析芴、咔唑、苯并[a]芘和苝

建立了芴、咔唑、苯并[a]芘和苝四组分同时测定的导数恒能量同步荧光分析法,并对其优越性进行了比较说明.该法简便快速,无需对混合物进行分离,只需一次扫描,就可实现这四组分的同时鉴别和定量测定.将该方法应用于河水样、自来水样和大气飘尘样的分析,取得了良好的效果,回收率分别为90.0%～108.0%,90.0%～104.0%和90.0%～102.0%.     

DERIVATIVE RATIO SPECTROPHOTOMETRY AND DIFFERENTIAL DERIVATIVE SPECTROPHOTOMETRIC DETERMINATION OF ISONIAZID AND PYRIDOXINE HYDROCHLORIDE IN DOSAGE FORMS

Derivative ratio spectrophotometric and differential derivative spectrophotometric methods, for the determination of isoniazid and pyridoxine hydrochloride in pharmaceutical dosage forms (tablets) is described. The first method depends on ratio derivative spectra spectrophotometry where isoniazid and pyridoxine hydrochloride were determined by the measurement of the first derivative ratio spectra of amplitudes (Abs.) at 250.7 and 305.8 nm, respectively. The other method, is based on differential derivative spectrophotometry for the simultaneous determination of isoniazid and pyridoxine hydrochloride in binary mixture without any pre-treatment by measuring the ΔD₁ values.

Both methods showed good linearity, precision and reproducibility. The proposed methods were successfully applied to the pharmaceutical dosage forms containing the above-mentioned drug combination without any interference by the excipients.     

A Tutorial Review on Fractal Spacetime and Fractional Calculus

This tutorial review of fractal-Cantorian spacetime and fractional calculus begins with Leibniz’s notation for derivative without limits which can be generalized to discontinuous media like fractal derivative and q-derivative of quantum calculus. Fractal spacetime is used to elucidate some basic properties of fractal which is the foundation of fractional calculus, and El Naschie’s mass-energy equation for the dark energy. The variational iteration method is used to introduce the definition of fractional derivatives. Fractal derivative is explained geometrically and q-derivative is motivated by quantum mechanics. Some effective analytical approaches to fractional differential equations, e.g., the variational iteration method, the homotopy perturbation method, the exp-function method, the fractional complex transform, and Yang-Laplace transform, are outlined and the main solution processes are given.     

双重傅里叶变换滤波二阶比光谱导数分光光度法同时测定苯酚、邻苯二酚及对苯二酚

本文针对三组分混合体系分析提出了双重傅里叶变换滤波二阶比光谱导数分光光度法。对所测的吸收光谱用较大滤波窗口先后进行两次滤波 ;利用两次对混合体系光谱和单组分光谱比光谱求导使某两个组分对混合体系比光谱导数的贡献为零 ,而剩余组分的比光谱导数与其浓度成正比。对双重傅里叶变换滤波效果、实验参数的优化作了研究。用此方法对苯酚、邻苯二酚及对苯二酚含量为 0 0 1 0 0 9～ 0 0 5 3 2 5mg·mL- 1 的混合溶液进行测定 ,所得结果的相对误差为 0 0 7%～ 5 4%。     

近红外离散波长光谱基线漂移校正方法研究

微分是(近)红外光谱多元分析校正中最常使用也是最有效的光谱基线漂移校正方法。由于数据数目较少及相邻数据在光谱意义或数学意义上缺乏连续性,微分不能直接用于离散波长光谱消除基线漂移。为此,提出了一种结合插值拟合和微分校正离散光谱基线漂移的新方法。思路是采用三次样条插值法对离散波长光谱进行拟合,然后对拟合光谱进行Savitaky-Golay卷积求导,再从微分光谱中取出对应于原离散波长光谱数值的数值,构成离散波长光谱的微分光谱,从而实现离散波长光谱的基线漂移校正。通过分别由模拟离散波长光谱数据和实际的离散波长光谱数据建立多元校正模型检验新方法效果。采用ABC干粉灭火剂和土壤的近红外光谱数据及性质建立了PLS和MLR模型。结果表明,新方法能有效消除离散波长光谱的基线漂移对多元分析校正产生的不利影响,明显地提高了多元分析校正模型的准确性,对改善离散波长光谱仪器分析准确度具有重要的理论意义和实际应用价值。     

高光谱遥感图像微分域三维混合去噪方法

高光谱遥感图像是一种三维数据,由二维空间信息和一维光谱信息组成。普通的对二维静态图像或一维光谱信息去噪的算法忽视了高光谱图像强烈的谱间相关性和图谱合一的特点,无法取得令人满意的效果。同时现代的高光谱遥感图像噪声级别相对较低,噪声方差随波段不同而不同。针对以上特点,提出一种微分域三维混合去噪方法。首先将高光谱遥感图像变换到光谱微分域,使细微的噪声变得显著。然后在微分域中,对二维空间域采用基于小波的非线性阈值去噪BayesShrink算法。为克服噪声方差不同的特点,对光谱维不再采用小波阈值去噪方法,而采用Savitzky-Golay滤波进行平滑。最后对微分域去噪平滑处理后的图像进行光谱积分,并进行积分修正,消除光谱积分中引入的积累误差。对信噪比为600∶1的机载可见红外成像光谱仪数据(AVIRIS)实验表明,该算法能有效地降低噪声,将信噪比提高到2 000∶1以上。