原子吸收光度计兼FIA光度法测定沉积物中铝

摘 要 自行研制了一套流动注射比色装置,应用到原子吸收分光光度计上,采用锐线光源的原子吸收分光光度计兼作流动注射分析法中可见光度计使用,研究了沉积物样品中微量铝测定的适宜条件,建立了一种全新的分析测试技术。一次进样同时可连续得到三峰两谷5个吸光度值（A₁, A₂, A₃, A₄, A₅）,均可用于定量分析,并对其理论和实验技术进行了讨论。采用加和技术（A=A₁+A₂+A₃+A₄+A₅）是提高FIA法分析灵敏度的一种有效途径,该方法的灵敏度较普通方法有显著提高,其精密度和线性关系也良好。实验表明,原子吸收分光光度计兼作可见光度计使用,扩大了原子吸收分光光度计的应用范围,操作简单,方法可靠,直接用于沉积物样品中微量铝含量的测定,结果令人满意。     

重金属锌胁迫的白菜叶片光谱响应研究

在实验室土培条件下,应用白菜(Brassica Campestris L.)叶片红边位(680～740nm)、可见区光谱(460～680nm)、近红外区光谱(750～1000nm)三种特征光谱因子研究了重金属锌对白菜生长的胁迫响应。随土壤中Zn含量增加,白菜叶片金属Zn富集程度逐渐增大,白菜叶片叶绿素含量降低;随白菜叶片Zn含量增加,白菜叶片光谱的可见区反射率变化程度(A₁)增加,白菜叶片光谱近红外区反射率变化程度(A₂)降低,红边“蓝移”(向短波方向飘移)程度(S)逐渐增强。应用A₁,A₂,S作参数对白菜叶片Zn含量对数值(lnC_L,C_L单位为mg·kg-1)进行定量线性相关分析,三模型复相关系数r2分别为0.942,0.981和0.969,三种特征光谱因子能够用来预测白菜叶片金属Zn含量。     

鸡粪堆肥有机质转化的荧光定量化表征

采用荧光分析技术和数学分析方法,对不同阶段鸡粪堆肥样品提取出的水溶性有机物进行了特征荧光参数定量化表征。结果显示：随着堆肥的进行,类腐殖质荧光峰与类蛋白荧光峰荧光强度的比值I₃₃₀/I₂₈₀、465 nm激发波长下发射光谱中470～640 nm范围内荧光积分面积A_470～640及240 nm激发波长下发射光谱中后四分之一波段与前四分之一波段的荧光强度积分面积比A_{435～480 nm}/A_{300～345 nm}均不断增大,表明堆肥腐殖化程度加大。三维荧光光谱显示,随着堆肥的进行类蛋白峰强度不断降低,而类富里酸峰强度不断增大,至堆肥结束类蛋白荧光基本消失;紫外区与可见区类富里酸峰荧光强度的比值r_{(A, C)}随着堆肥的进行总体呈明显下降趋势,但出现了较大波动。相关性分析显示,I₃₃₀/I₂₈₀,A_470～640及A_{435～480 nm}/A_{300～345 nm}两两间显著相关,而r_{(A, C)}受其他因素影响较大,与上述３个参数未达到显著相关水平。结果表明,I₃₃₀/I₂₈₀,A_470～640及A_{435～480 nm}/A_{300～345 nm}均能有效表征堆肥腐殖化进程。     

地沟油特异性指标研究

精炼地沟油相比于食用植物油,经历了更长时间的高于200 ℃的高温历程,第三类地沟油或称煎炸老油也经历了长时间高温历程。本文应用ATR红外光谱法,研究了六种常用植物油中共轭脂肪酸甘油酯含量、反式脂肪酸甘油酯含量、不饱和度等三个指标值随加热温度及加热时间的变化情况,以期找出地沟油的特异性指标。研究结果表明: 从160 ℃开始,各植物油的共轭脂肪酸甘油酯含量及反式脂肪酸甘油酯含量随着加热温度升高及加热时间增长而增加,不饱和度则降低,当加热温度为200 ℃或以上、加热时间达到4 h或更长时,六种植物油的三个指标值有大幅变化。共轭脂肪酸甘油酯含量的变化幅度还与植物油中亚油酸含量有关,亚油酸含量越大其变化幅度越大;反式脂肪酸甘油酯含量变化幅度则还与植物油中油酸含量有关,油酸含量高者变化幅度大。此外,上述三个指标值与存储时间有关,随着六种植物油存放时间增长,共轭脂肪酸含量变大,不饱和度变小,而反式脂肪酸含量变化规律与高温长时间加热不同,其含量不是变大而是变小,保质期内三个指标值的变化幅度都小于经过高温长时间加热的变化幅度。因此,从三个指标值及其变化规律可以了解植物油是否经历了长时间高温历程,它们可以作为地沟油及精炼地沟油的特异性指标。     

地沟油特异性指标研究

精炼地沟油相比于食用植物油, 经历了更长时间的高于200 ℃的高温历程, 第三类地沟油或称煎炸老油也经历了长时间高温历程。本文应用ATR红外光谱法, 研究了六种常用植物油中共轭脂肪酸甘油酯含量、反式脂肪酸甘油酯含量、不饱和度等三个指标值随加热温度及加热时间的变化情况, 以期找出地沟油的特异性指标。研究结果表明: 从160 ℃开始, 各植物油的共轭脂肪酸甘油酯含量及反式脂肪酸甘油酯含量随着加热温度升高及加热时间增长而增加, 不饱和度则降低, 当加热温度为200 ℃或以上、加热时间达到4 h或更长时, 六种植物油的三个指标值有大幅变化。共轭脂肪酸甘油酯含量的变化幅度还与植物油中亚油酸含量有关, 亚油酸含量越大其变化幅度越大;反式脂肪酸甘油酯含量变化幅度则还与植物油中油酸含量有关, 油酸含量高者变化幅度大。此外, 上述三个指标值与存储时间有关, 随着六种植物油存放时间增长, 共轭脂肪酸含量变大, 不饱和度变小, 而反式脂肪酸含量变化规律与高温长时间加热不同, 其含量不是变大而是变小, 保质期内三个指标值的变化幅度都小于经过高温长时间加热的变化幅度。因此, 从三个指标值及其变化规律可以了解植物油是否经历了长时间高温历程, 它们可以作为地沟油及精炼地沟油的特异性指标。     

不同物料堆肥腐熟程度的紫外-可见光谱特性表征

水溶性有机物(DOM)紫外-可见吸收光谱特性是评价堆肥腐熟度重要方法之一,但由于紫外-可见吸收光谱指标众多,单指标评价具有较大局限性。因此,本研究开展了影响堆肥腐熟度的关键紫外-可见光谱特性指标识别,并采用化学剂量学方法评价了不同来源堆肥腐熟程度。与传统单一物料评价相比,优选的评价指标及评价方法更具普适性。不同物料堆肥过程中DOM紫外-可见光谱特性分析结果表明,SUVA₂₅₄和SUVA₂₈₀值呈明显的增加趋势,E₂₅₀/E₃₆₅和E₄/E₆值呈相反的趋势,而A_226～400,S_275～295,S_350～400值则在堆肥末期变化显著。相关分析表明不同紫外-可见光谱参数(E₂/E₄和E₂₃₅/E₂₀₃除外)彼此之间相关性显著;主成分分析显示,DOM紫外-可见光谱指标A_226～400, SUVA₂₅₄, S_350～400, SUVA₂₈₀, S_275～295可作为堆肥腐熟程度关键影响评价指标。在此基础上,采用筛选的特性指标对堆肥末期进行聚类分析,可将九种不同来源堆肥分为两大类,第一类为猪粪、鸡粪、污泥、秸秆、园林垃圾、果蔬及生活垃圾等腐熟程度较低的堆肥;第二类为杂草和厨余腐熟程度较高的堆肥。     

InGaN合金中LO声子-等离子激元耦合模的研究

分别采用532,488 nm可见光和325 nm紫外光激发,对金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上生长的六方相InGaN/GaN薄膜样品在室温和78 K低温下的拉曼散射谱进行了研究。在可见光激发时,E₂模和A₁(LO)模的散射信号主要来自GaN层;采用紫外光激发时,A₁(LO)模向低频方向移动且共振增强,此散射信号来自InGaN层。在可见光激发的情况下,在A₁(LO)模的高频方向观察到一个宽峰,此宽峰为InGaN的LO声子-等离子激元耦合模,根据耦合模频率得到InGaN层中的电子浓度为n_ｅ＝1.61×1018 cm-3。紫外光激发时,没有观察到耦合模,A₁(LO)模散射信号主要来自样品表面耗尽层,由此估算样品中的耗尽层宽度大约在40 nm。此外,还对比分析了在室温和78 K低温下LO声子-等离子激元耦合模的散射强度的变化规律,计算了不同温度下等离子激元的屏蔽波矢。这些结论对于了解InGaN材料的基本性质以及氮化物光电器件的开发利用都有重要参考价值。     

直肠组织的高分辨魔角旋转核磁共振波谱研究

文章对6例直肠癌变及正常组织进行高分辨魔角旋转核磁共振波谱研究,结果显示直肠癌变和正常组织的核磁共振氢谱存在明显差异。这可以通过特征峰面积与0.88处峰积分面积的比值上的差异看出：（1）在化学位移0.75～1.55之间,癌组织各种氨基酸[缬氨酸,异亮氨酸,亮氨酸]与脂肪酸甲基的比值（I₂/I₁）,癌组织乳酸盐与脂肪酸甲基的比值(I₄/I₁)都明显增大。（2）在化学位移1.55～2.90之间,癌变组织中亮氨酸、赖氨酸、异亮氨酸与脂肪酸甲基的比值（I₇/I₁）, 谷氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸、琥珀酸与脂肪酸甲基的比值((I₉+I₁₁)/I₁)、天冬氨酸与脂肪酸甲基的比值((I₁₂+I₁₄)/I₁)都较正常组织明显增大。（3）在化学位移2.90～3.49之间,癌变组织氨基酸与脂肪酸甲基的比值（I₁₅/I₁）、胆碱类与脂肪酸甲基的比值((I₁₆+I₁₇)/I₁)、牛磺酸与脂肪酸甲基的比值((I₁₈+I₁₉)/I₁)都较正常组织明显增大。（4）在化学位移3.49～4.50之间,其他代谢物与脂肪酸甲基的比值（I₂₀/I₁）,以及甘油基与脂肪酸甲基的比值（I₂₂/I₁）在癌变组织中都有增大的趋势。（5）化学位移4.5～10之间,癌变组织的核苷酸发生了变化,癌变组织的不饱和脂肪酸与脂肪酸甲基的比值（I₂₄/I₁）明显减小。（6）在化学位移-8～0.75之间,癌变组织的谱峰有减少的趋势。通过上述分析可知,通过癌变与正常组织代谢物NMR谱峰的差异,可以区分癌变和正常组织。说明核磁共振波谱技术可能发展成为一种诊断直肠癌的新方法。     

高斯多峰拟合用于烷基葡萄糖苷临界胶束浓度测量

报道了可见吸收光谱线型的高斯多峰拟合用于新型非离子表面活性剂烷基葡萄糖苷(APG),如辛基-β-D-葡萄糖单苷(C₈G₁)和癸基-β-D-葡萄糖单苷(C10G₁)的临界胶束浓度(CMC)的测定。具体作法是以结晶紫(crystal violet,CV)为探针,测量一系列不同浓度的APG-CV水溶液体系的可见吸收光谱。其光谱特征是CV单体吸收峰598～609 nm和二聚体吸收峰538～569 nm叠合在一起。用高斯多峰拟合法实现了体系可见光谱吸收叠合峰的分峰、峰面积(积分吸光度)、频移及半高宽等光谱线型参数计算。单体和二聚体峰面积比(相对积分吸光度A₂/A₁)、频移(Δλ)及半高宽(w₁,w₂)对APG浓度图形在CMC处发生突变。首次发现可见吸收光谱线型参数半高宽对APG聚集行为敏感,并成功用于APG的CMC测量。     

痕量亚硝酸根的测定及其反应动力学研究

基于盐酸介质中亚硝酸根对过硫酸钾氧化甲基红的褪色反应具有明显的催化作用,提出了测定痕量亚硝酸根的“NO-₂-S₂O2-₈-MR”新体系。结合单因素实验和正交实验建立了该新体系测定痕量亚硝酸根的最佳条件,分析了最佳实验条件下痕量亚硝酸根测定的标准曲线、检出限、精密度和抗离子干扰性能,并讨论了其反应动力学原理及参数,推导了测定痕量亚硝酸根的定量依据。研究表明,该痕量亚硝酸根测定方法的最佳实验条件为：1.0 mL 0.3 mol·L-1盐酸,1.0 mL 0.01 mol·L-1过硫酸钾,0.6 mL 0.2 g·L-1甲基红,在80 ℃水浴加热9 min;定量依据为：在最佳条件下,甲基红最大吸收波长518 nm处的浓度变化ln(A₀/A)与亚硝酸根浓度呈良好线性关系,其线性范围为0.01～0.80 mg·L-1,检出限为0.007 mg·L-1;动力学特征为：亚硝酸根是一级反应,该体系符合准一级反应特征,表观活化能为85.04 kJ·mol-1,80 ℃时表观速率常数为0.021 4 min-1,半衰期为32.39 min;动力学原理为：甲基红浓度变化ln(A₀/A)与亚硝酸根浓度符合以下正比关系ln(A₀/A)=kｃ_NO-2;该痕量亚硝酸根测定方法尚未见报道,精密度、准确度高,选择性好,多数常见离子不干扰亚硝酸根测定,且该方法操作方便,所用试剂廉价无毒,直接用于实测食品及水样中痕量亚硝酸根含量,结果满意。     

傅里叶变换红外光谱实时监测乳腺癌细胞化疗反应性的研究

应用傅里叶变换红外光谱技术监测乳腺癌细胞株MCF-7在化疗药物5氟尿嘧啶(5-FU)干预过程中相应的红外光谱变化,验证其与药物作用的时间和剂量相关性。对数据结果整理发现,在时间相关性方面,随药物作用时间的延长,乳腺癌细胞株MCF-7对脂类的利用率下降,细胞中脂类含量增加,同时肿瘤细胞分裂增殖受阻,细胞内DNA和RNA的含量降低,实验中观察到,48 h内,乳腺癌细胞MCF-7的红外光谱中代表脂类变化的峰强比I_{2 920}/I_{1 460}逐渐升高,I_{1 400}/I_{1 460}逐渐降低,代表细胞内核酸变化的峰强比I_{1 080}/I_{1 550},I_{1 240}/I_{1 550}逐渐降低;在剂量相关性方面,癌细胞红外光谱中峰强比I_{1 640}/I_{1 550}较正常升高,实验中观察到峰强比I_{1 640}/I_{1 550}随药物浓度的增加而呈现逐渐降低的趋势。以上这些变化与乳腺癌细胞在化疗药物干预过程中的生物学改变相符,可作为FTIR实时监测乳腺癌细胞化疗反应性的参考指标。     

多基色混合白光LED显色性优化研究

为优化多基色混合白光LED的显色性,得到色彩生动的白光LED照明效果,以评价饱和红色的特殊显色指数R₉为研究对象,通过多基色光源混合白光LED的光谱功率分布的高斯数学模型,选取峰值波长λ_m、半波宽Δλ和幅值A为基色光源光谱功率分布的主要参量,并以“蓝光芯片+YAG黄色荧光粉”和“红、绿和蓝基色LED”为分析模型分别进行二基色和三基色混合白光LED显色性研究,讨论两种基色混合情况下三个参量对混色白光LED的显色性R₉贡献。结果表明：为使多基色混合白光LED的显色性更好,首先确定光源S1的峰值波长λ_m1、半波宽Δλ₁及幅值A₁;然后设定其他基色光源幅值A_i以求此条件下峰值波长λ_mi和半波长Δλ_i取值范围;最后在求得的峰值波长λ_mi和半波长Δλ_i取值范围,反求基色光源的最佳幅值A_iopt,从而使多基色混合白光LED的显色性达到最佳效果。该方法对分析基色混合白光LED的显色性具有理论参考价值。     

温度对二氧化硫紫外吸收特性的影响

以氘灯为激发源,获得了不同温度、大气压条件下SO₂分子在285.0～320.0 nm波长区间的吸收谱。光谱图由弥散谱叠加分离谱组成,弥散谱产生于SO₂分子由基态向密集的高振转能级的吸收跃迁,分离谱主要产生于B1B₁←X1A₁跃迁,由分离谱带的间隔,获得了B1B₁激发电子态的对称拉伸和弯曲振动频率分别为：ω₁=(665±29) cm-1,ω₂=(448±17) cm-1。通过观测不同温度下的吸收谱,发现不同温度下吸收谱的结构基本相同,但吸收截面随温度升高而下降,不同吸收峰对应的吸收截面随温度呈现三次方规律变化,但比例系数不同。所以,在以吸收截面为基础的SO₂差分吸收光谱探测中,必须考虑温度变化对测量结果的影响。     

二里头遗址绿松石的红外光谱产地识别

湖北十堰是世界著名优质绿松石产地,所产松石颜色鲜艳、质地细腻。距十堰绿松石矿区直线距离300 km的河南偃师二里头遗址于2002年以来出土了大量绿松石器。有学者推测二者存在供与用玉的关系,即存在古老的“绿松石之路”。然而,为了考证该推测,并试图给出二里头松石的矿源地,本次研究以十堰地区三个矿区(秦古、文峰和云盖寺)的三组样品、及一组二里头出土样品为研究对象,通过对获得的红外光谱特征进行比对与分析。谱学特征显示, 秦古、文峰和云盖寺样品红外光谱于1 200～950和700～400 cm-1峰位存在细微的,但可以识别的差异。在1 174 cm-1处,文峰样品中出现吸收峰,而秦古和云盖寺样品均没有出现。在700～400 cm-1范围内,文峰样品出现5个吸收峰,而秦古和云盖寺样品出现7个相似的吸收峰。二里头样品的红外光谱特征在以上峰位上与文峰绿松石差异较大,而与秦古、云盖寺松石的谱学特征相似。在1 159 cm-1附近,其吸收峰特征与云盖寺样品更加吻合。利用公式A=lg(1/T),将透射光谱值转换为吸光度光谱值,计算出二峰值相对吸收强度比值(R=A_{783 cm-1}/A_{837 cm-1})。文峰、秦古、云盖寺及二里头绿松石的比值范围依次为0.819～0.920,0.870～1.010,0.806～0.860和0.827～0.878。显然,二里头与云盖寺样品重合率最高。综上,我们认为所测二里头绿松石来自于云盖寺的可能性最大,并认为用红外光谱示踪出土文物来源有一定的参考或诊断意义。     

黑龙江穆棱地区宝石级石榴石的宝石学及谱学特征

对黑龙江穆棱新生代玄武岩产出的宝石级石榴石进行了宝石学常规测试、电子探针测试、拉曼光谱、红外光谱和紫外-可见光谱测试,以获得该区石榴石的宝石学特征和谱学特征。化学成分分析表明,该区石榴石为镁铝榴石,含有Fe,Ca,Mn,Cr,Ti等杂质元素。其平均晶体结构化学式为 (Mn_0.022Ca_0.455, Fe2+_0.720, Mg_1.793)_∑=2.990(Ti_0.003Cr_0.009Fe3+_0.062Al_1.951)_∑=2.025(SiO₄)₃。拉曼光谱分析表明该区石榴石存在混合相,由石榴石桥氧振动引起的拉曼位移峰反映出该特征。镁铝榴石桥氧弯曲振动拉曼位移峰位于560 cm-1(A₁g模)和641 cm-1(E_g+F₂g模),钙铝榴石和铁铝榴石桥氧弯曲振动E_g+F₂g模形成的拉曼位移峰分别位于507和486 cm-1。官能团区红外光谱显示该区镁铝榴石中不存在分子水,但少数镁铝榴石中存在少量的结构水,它们在3 585,3 566和3 544 cm-1处形成阶梯状的弱小吸收峰。该区镁铝榴石多为褐红色,其颜色由杂质离子Cr3+,Fe3+,Mn2+产生。紫外-可见吸收光谱显示,Fe3+的电子跃迁致570,521和502 nm吸收峰,Mn2+的电子跃迁致460和430 nm吸收峰,Cr3+电子跃迁致690和367 nm吸收峰。     

NaK(61Σ+)与H2碰撞传能中的H2的振转态分布

光学-光学双共振激发NaK至61Σ+高位电子态,研究了NaK(61Σ+)与H₂的电子-振转能量转移。利用相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱技术检测H₂的振转态分布。扫描CARS谱表明H₂在(1,1),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)和(3,5)振转能级上有布居。对于(3,1), (3,2), (3,3)和(3,5)能级,扫描CARS谱峰值直接给出布居数之比。对于(1,1), (2,1), (2,2)和(2,3)能级,扫描CARS谱峰值给出二个可能的布居数之比,利用一个速率方程组,由时间分辨CARS轮廓可以得到真实的比值。用n₁～n₈分别表示H₂的(3,1), (2,1), (1,1), (3,3), (2,3), (2,2), (3,2)和(3,5)能级上布居密度,得到n₂/n₁～n₈/n₁分别为0.51,0.97,0.45,0.18,0.10,0.26和0.31。利用Stern-Volmer公式,得到61Σ+态的总退布速率系数为(2.1±0.4)×10-10 cm3s-1, 由H₂各振转能级布居数之比,得到61Σ+-(1,1), (2,1), (2,2), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3)和(3,5)转移速率系数(10-11 cm3·s-1单位)分别为5.4±1.6,2.8±0.8,0.6±0.2,1.0±0.3,5.6±1.7,1.4±0.4,2.5±0.8和1.7±0.5。     

不同表面修饰和尺寸的纳米银的荧光增强效应的研究

分别以柠檬酸钠(CTS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面修饰剂,采用化学法制备纳米银(分别标记为Ag-CTS和Ag-PVP)。当甲基橙溶液中加入Ag-CTS或Ag-PVP时,S₂→S₀和S₁→S₀荧光强度分别明显减弱和增强。不同的是Ag-PVP引起S₂→S₀和S₁→S₀荧光强度减弱和增强的幅度更大,且S₂→S₀荧光峰出现红移。当甲基橙溶液中加入Ag-CTS时,S₁→S₀荧光强度随时间延长逐渐增强,而加入Ag-PVP时,S₁→S₀荧光强度则不随时间而变化。颗粒尺寸较大的片状结构纳米银引起S₁→S₀荧光强度增强比率较小。甲基橙溶液浓度越低,S₁→S₀荧光强度增强比率越大。研究结果表明,纳米银表面吸附的不同表面修饰剂通过影响纳米银与甲基橙分子间距离进而影响纳米银的荧光增强效应;纳米银尺寸大小则由于所产生的局域面表面等离子共振特点等差异影响其局域场增强效应。