智能手机光学检测技术用于检测水体中污染物的研究

数字图像比色法(Digital Image Colorimetry,DIC)作为一种传感器方法具有简易、灵敏、成本低廉的优点,广泛应用于环境监测、化学及生物化学等领域。以LED面光源作为数字图像比色法的光源对六价铬水样进行了检测,显色反应后的溶液通过手机免费软件获取R(红)、G(绿)、B(蓝)颜色值。由于RGB模型为非均匀的颜色参数,故把R、G、B值转化为不同的数学模型,并比较各种数学模型所得出的标准曲线的线性相关性,其中灰度吸光度模型的线性相关系数最高(R~2=0.999 2)。检测方法的线性范围为0.02～1.0mg/L,检出限为0.006mg/L,加标回收率为96.5%～107%,方法具有简便快捷、灵敏度高,适用于快速现场检测。     

图像比色法快速检测土壤中三硝基甲苯

建立了定量分析土壤中TNT的图像比色方法。通过建立溶液数字图像RGB值与溶液浓度间的线性关系,实现了对TNT溶液的定量分析。方法线性范围达到1~80 mg/L,检出限为0.39±0.05 mg/L,定量限为1.32±0.18 mg/L,达到光谱方法定量分析水平。对TNT丙酮溶液以及土壤中的TNT进行了定量分析,结果表明:图像比色法分析土壤中TNT是一种简易、快速、准确、经济的分析方法,在爆炸现场以及环境案件中现场快速检测TNT有着应用前景。     

基于特异性蛋白Gαa的比浊法检测β-葡聚糖

通过基因重组技术,克隆表达了β-葡聚糖特异性结合美洲鲎G因子α亚基片段a(Gαa)蛋白,并建立了β-葡聚糖比浊检测方法。克隆的Gαa基因相对分子质量为40000(1251 bp),浓度为2 g/L,纯度达到98%以上。该蛋白能与βG特异性结合,紫外分光光度计在340 nm下检测的吸光度与βG含量呈正线性相关,线性范围3.125~200 mg/L,R2=0.997,检测限3.125 mg/L。结合力实验表明,该蛋白与βG具有良好的亲和性及特异性。该方法具有成本低、快速、专一性强等特点。     

检测水中氢氰酸的新型便携式RGB色度传感器

基于氢氰酸在碱性条件下与水合茚三酮反应,溶液呈紫红色的检测原理,建立了一种快速、灵敏检测水中氢氰酸的分析方法。对显色剂种类、水合茚三酮浓度、pH值、反应温度、反应时间等因素进行优化。采用源于归一化RGB系统的RGB色度法进行检测,可克服基于RGB模型的由于光强变化导致三刺激值变化的不足。在最优条件下,色度值与氢氰酸的质量浓度在0.04～3.96 mg/L范围内呈良好线性,对R值的理论检出限为0.038 mg/L,实际检出限为0.04 mg/L。用于人工水样中氢氰酸的测定,回收率为98.3%～111%。该方法具有较高的选择性、灵敏度和较好的重复性,在检测环境中其他有毒有害物质方面同样具有应用潜力。     

基于颜色主波长与补色波长的比色法定量检测

利用sRGB(Standard RGB)颜色空间与国际照明委员会(CIE)色度系统的转化关系以及CIE 1931色品图的性质,编写MATLAB程序实现了颜色的RGB信息到颜色主波长或补色波长的转化,并将此程序用于分析面光源下采集到的显色产物的图片。利用颜色的主波长实现了对pH值的定量检测,利用颜色的补色波长完成了对亚硝酸根离子的定量检测。当pH值分别在4.0~7.0和7.5~10.0范围内,pH值均与其显色产物颜色的主波长呈线性变化;亚硝酸根离子浓度在10~40 mg/L范围内与其显色产物颜色的补色波长有良好的线性关系,通过结合图片的G值分析,扩大了传统吸收光谱法的检测范围。     

固相萃取结合超高效液相色谱-串联质谱法同时检测食品中的6种工业染料

建立了超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)同时检测食品中6种工业染料含量的方法。样品用含50%甲醇和1%甲酸的50 mmol/L乙酸铵溶液进行提取、WAX弱阴离子交换固相萃取柱进行净化后,采用多反应监测(MRM)模式进行检测,基质曲线外标法定量。其中酸性橙Ⅱ采用负离子模式检测,其余5种染料采用正离子模式检测。碱性橙Ⅱ、罗丹明B、碱性嫩黄O、罗丹明6G、碱性桃红T的定量限为1.6 mg/kg,酸性橙Ⅱ为6.0 mg/kg;碱性橙Ⅱ、罗丹明B、碱性嫩黄O、罗丹明6G、碱性桃红T的线性范围为1.0~100.0 mg/L;酸性橙Ⅱ的线性范围为5.0~100 mg/L,线性相关系数均大于0.999。6种染料的回收率为70.3%~109.2%;相对标准偏差(RSD)为2.6%~14.1%。本方法灵敏度高,操作简单高效,适合于食品中6种非法添加工业染料的定量及确证分析。     

快照式成像光谱仪检测印染废水的研究

建立了一种快照式成像光谱仪快速检测印染废水的方法.配制单一组分以及混合组分的模拟印染废水,优化了实验条件,以白光LED阵列光源为检测光源,用实验室研发的成像光谱仪采集样品的图像,获得样品400~800 nm范围的光谱信息,建立了样品吸光度与浓度的线性关系.单一组分的罗丹明B和橙黄G的线性范围为1~50 mg/L,线性相关系数均大于0.99,回收率为93%~114%,相对标准偏差(RSD)为7.5%和1.3%;利用多元线性回归模型对混合样品的检测,相关系数均为0.999,各组分的测量相对误差均有改善.实验结果表明,本方法具有快速、准确和重复性好等优点,可以作为印染废水现场检测和应急检测的方法.     

应用表面增强拉曼光谱技术快速检测尿样中的β-兴奋剂

应用表面增强拉曼光谱技术与化学计量法相结合分析克伦特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺3种β-兴奋剂的标准溶液.在取自10头猪的尿样中,分别添加5个不同浓度的莱克多巴胺(1～20 mg/L),采用快速的液液萃取法对样品进行前处理,再进行表面增强拉曼测试.结果表明,克伦特罗和沙丁胺醇标准溶液的最低检测浓度为2 μg/L,莱克多巴胺标准溶液的最低检测浓度为0.1 mg/L;通过偏最小二乘法建立模型进行定量分析,3种药物的实际值与预测值的相关系数(R2)为0.9134～0.9368;本方法可检测尿样中1 mg/L莱克多巴胺,经外部验证后模型的实际值与预测值的相关系数(R2)为0 881,相对分析误差(RPD)为2.83;分析尿液中的莱克多巴胺含量所需时间小于30 min,为快速检测莱克多巴胺提供新途径.     

用于检测Al3+和pH值的双功能荧光分子探针

利用荧光素(Fluorescein)对罗丹明6G(Rhodamine 6G)进行修饰,得到荧光分子探针R6G-Flu杂化物.此探针可特异性识别Al3+,检出限可低至10-8 mol/L级;向含有探针分子的溶液中加入Al3+后,溶液的颜色由无色变为粉色,并且在紫外灯下发出绿色荧光,可实现肉眼对10 μmol/L Al3+的定性检测.考察了不同pH值下R6G-Flu的荧光性质. 结果表明,此探针还可用于酸性范围(pH 3.00~6.00)和碱性范围(pH 8.00~10.50)内pH值的精确检测.实验结果表明,R6G-Flu是一种可用于Al3+和pH值检测的双功能荧光分子探针.     

高效液相色谱法同时分离检测食品添加剂

建立了一种同时分离检测没食子酸丙酯(PG)、特丁基对苯二酚(TBHQ)、二丁基羟基甲苯(BHT)和苯甲酸等食品添加剂的高效液相色谱(HPLC)分析方法.通过对流动相、流速、柱温、检测波长等色谱条件的优化,确定了最佳的分离检测条件:甲醇(B)和水(A)(0.1%的乙酸溶液)作为流动相,梯度洗脱:0~6 min,60%B,流速0.3 m L/min;6~9 min,60%~100%B,流速0.6 m L/min,柱温维持在25℃,检测波长280 nm(PG、TBHQ、BHT),230 nm(苯甲酸).在最佳的色谱条件下,方法的线性范围分别为1~200、2~400、2~400、0.5~400 mg/L,检出限(LOD)为0.02~0.06 mg/L,相关系数(R2)均大于0.999 4,加标回收率在77.76%~106.27%之间.该方法还成功应用于话梅、薯片、方便面实际样品中食品添加剂的分析检测.     

Studies on the Spectra of 4,5‐Dibromofluorescein with Proteins and its Analytical Application

4,5‐Dibromofluorescein(R) binding to proteins causes a decrease in the fluorescence maximum of R at 530 nm; the intensity of fluorescence quenching is directly proportional to protein content, Based on this, a new fast and simple fluorescence quenching method for the determination of proteins was developed. Under experimental conditions, the linear range of this assay is 0?15 mg/L and the detection limit is 40 μg/L. The method has been applied to the analysis of human serum samples and gave values close to those obtained by the Coomassie brilliant blue G‐250 (CBB G‐250) method, which indicated that the method is not only high in sensitivity but also reliable.     

图像RGB数值衍生的欧氏距离用于手机比色法检测石油类物质

利用手机建立了一套石油类物质浓度的检测系统,将基于RGB值和空白值计算得出的欧氏距离D值应用于图片比色,提高了方法的精密度。分析了不同性能的手机在高照度下的检测效果,结果说明大光圈值(F)手机拍摄得到的图片比色效果更好。考察了不同白平衡模式和光源对D值标准曲线的影响,获得了适宜的条件,即对于偏暖色系的浓度检测,色温2 800 K的白平衡模式和300 W碘钨灯有较好的效果。该方法的线性相关系数在适宜条件下大于0.99,测试范围与分光光度法相当;测定标准样品的相对误差为2.13%,相对标准偏差为3.0%,加标回收率为92.0%～105%。该方法准确方便,成本低,易维护,可实现远程自动化的实时在线检测。     

毛细管电泳检测酚基体中对甲苯磺酸

以苯酚（phenol)和对甲苯磺酸（para toluene sulfonic acid,PTSA)的混合物为模拟样品,毛细管电泳检测了苯酚体中的对甲苯磺酸。考察了磷酸缓冲溶液的浓度和pH对分离的影响,选择性桂皮酸作为内标法和标准曲线法得到了对甲苯磺酸在50mg/L苯酚基体中的标准曲线,其线性范围为1.25-12.5mg/L（R=0.9999),检测限为0.75mg/L(S/N)=3,讨论了毛细管电泳中的基体效应,并应用标准加入法测定了4个实际样品。     

吖啶橙-罗丹明6G荧光共振能量转移及其罗丹明6G荧光猝灭法测定蛋白质

研究了吖啶橙(AO)与罗丹明6G(R6G)之间能量转移的最佳条件。在pH=7．20的Tirs-HCl缓冲溶液,十二烷基苯磺酸钠介质中,AO-R6G能够发生有效能量转移,使R6G荧光增强。蛋白质的加入使R6G荧光猝灭,以此建立了利用AO-R6G荧光共振能量转移间接测定蛋白质的新方法。牛血清白蛋白、人血清白蛋白工作曲线线性范围分别为1．0～31和1．0—30mg／L;检出限分别为0．32和0．33mg／L;平行6次测定相对标准偏差为1．1％～2．0％;回收率为96．7％～103．2％。此方法的稳定性好,选择性高,用于人血清试样中总蛋白含量的测定,与常用的双缩脲法基本一致。     

Calculations of pKa of superacids in 1,2-dichloroethane

Acidity calculations for some CH and NH superacids in 1,2-dichloroethane (DCE) were carried out using SMD and COSMO-RS continuum solvation models. After comparing the results of calculations with respective experimental pK(a) values it was found that the performance of SMD/M05-2X/6-31G* method is characterized by the mean unsigned error (MUE) of 0.5 pK(a) units and the slope of regression line of 0.915. The similar SMD/B3LYP/6-31G* approach was slightly less successful. The strong correlation over entire data set is confirmed by R(2) values of 0.990 and 0.984 for M05-2X and B3LYP functionals, respectively. The COSMO-RS method, while providing the value of the linear regression line slope similar to the corresponding values from SMD approach, characterized by rather loose correlation (R(2) = 0.823, MUE = 1.7 pK(a) units) between calculated and experimental pK(a) values in DCE solution.     

抑制型离子色谱法测定蔬菜中的NO_2~-和NO_3~-

用抑制型离子色谱法定量测定了NO2-和NO3-.两种阴离子在最佳色谱条件下,8 m in内达到基线分离.对于NO2-,检出限为0.002 mg/L,相对标准偏差为2.58%,线性范围0.2 mg/L~20 mg/L,相关系数0.999 6.对于NO3-,检出限为0.011 mg/L,相对标准偏差为2.01%,线性范围0.3 mg/L~30 mg/L,相关系数0.999 2.该法用于蔬菜中NO2-和NO3-的测定,结果良好.     

湿法快速消解-原子荧光光谱法测定农产品中汞含量

建立了湿法快速消解-原子荧光光谱仪测定农产品中汞含量的方法。选取大米和芹菜作为实验样品,对消解酸体系(硝酸、硝酸-过氧化氢、硝酸-高氯酸)、消解温度(100、110、120、130、140℃)和消解时间(30、45、60、90 min)等条件进行探讨,确定最佳实验条件,并与常规微波消解效果进行对比。结果表明,优化后的硝酸-高氯酸体系条件下120℃消解30 min,方法在0~2μg/L范围内线性关系良好,相关系数为0.9996,方法检出限为0.001 mg/kg,精密度为2.4%~3.9%。两种消解方法对于大米和芹菜质控样的测定值基本一致,均在质控样范围。相较于常规微波前处理方法,简化了样品前处理流程,提高了工作效率,可为农产品汞含量检测提供可靠的方法支撑。