匀浆提取-气相色谱/质谱联用法测定卷烟主流烟气中的苯并[a]芘

研究了用匀浆提取-气相色谱/质谱联用法测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法,卷烟主流烟气样品用剑桥滤片捕集,匀浆法提取滤片上捕集的苯并[a]芘,然后采用气相色谱-质谱联用法进样分析.结果显示该方法检测出的苯并[a]芘含量和国家标准相符合,并具有提取完全、效率高、能耗低的特点.     

土壤中16种多环芳烃测量方法准确度的平衡均匀水平试验

采用5个浓度水平样品并通过7家实验室进行协同评定试验,验证了土壤中萘、苊、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)荧蒽、苯并(r)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a.h)蒽、苯并(g.h.i)苝、茚并(1.2.3-cd)芘等16种多环芳烃分析方法的稳定性与准确性。测量结果经一致性和离群值检查后,土壤中16种多环芳烃在5.00—1000ng/g浓度水平范围内,重复性标准差为5.78—14.8ng/g,再现性标准差为16.2—23.8ng/g,单个样品中的1-氟萘替代物质量监控指标回收率分别为72.7%—105%,检测方法准确、可靠。     

纸杯中残留苯并(a)芘在食品模拟物中的相对迁移率研究

采用具有高分辨、高灵敏度的导数-恒能量同步荧光法分析测定了不同条件下,纸杯中残留苯并(a)芘在水性模拟液和脂肪模拟液中的迁移量.探讨了模拟物的种类、浸泡时间和温度对纸杯中苯并(a)芘的相对迁移率的影响.结果表明:该分析方法的回收率为89.2～104.3%;纸杯中残留苯并(a)芘在脂肪模拟液中的相对迁移率明显高于水性模拟液的,纸杯盛装冷水时无苯并(a)芘浸出.而用于盛装热水可浸出苯并(a)芘;温度越高,浸泡时间越长,纸杯中苯并(a)芘向食品模拟液的相对迁移率也越大.     

基于NLMS滤波器的荧光检测苯并(a)芘光谱信号的去噪研究

根据苯并(a)芘在特定光的照射下能够发出荧光的特性,采用紫外荧光法检测苯并(a)芘的浓度,构建了检测苯并(a)芘浓度的实验系统。为了精确地检测出苯并(a)芘的浓度,需要将实验中所得数据中所包含的噪声滤除掉,得到有效的荧光信号。将归一化最小均方自适应滤波(NLMS)的原理应用到光谱数据的噪声处理中,并将其与小波去噪的效果相比较,用Matlab仿真出去噪效果图,从不同的角度分析去噪效果。经过对比得出,用归一化最小自适应滤波能够继续保持信号的非平稳特性,达到更加理想的去噪效果,去噪性能更优,此种方法适用于荧光法检测物质浓度的信号处理中。     

高铁酸钾降解苯并[a]芘的偏振三维荧光(PEEM)研究

偏振三维荧光(PEEM)结合了偏振技术和三维荧光(EEM)的优点, 对于完整获取分子荧光特性能提供重要信息, 具有更高的选择性、 准确性及灵敏度。运用PEEM进一步探讨了高铁酸钾对苯并[a]芘的降解过程, 并分别从该降解体系反应过程中的偏振度和PEEM特征变化, 深入揭示了高铁酸钾对苯并[a]芘的降解规律. 结果显示, t=15 s, 苯并[a]芘的降解率约60%, t=40 s,降解率达90%. 偏振度(P)更清晰反映了苯并[a]芘的难降解特性. 通过对高铁酸钾-苯并[a]芘体系降解的时间偏振曲线拟合, 获得了一级反应动力学方程: y=0.277x-0.004(r=-93.90%)。以上研究结果与前期研究中应用EEM所获得的结果一致, 为研究高铁酸钾降解其他污染物反应过程, 机理提供了十分有益的方法选择的参考。     

发光型主体分子胍基芘识别二羧酸根阴离子

在质子性溶剂甲醇中，发光型主体分子胍基芘通过氢键与二羧酸根阴离子结合，自组装形成2：1的主客体超分子复合物，本文采用前表面反射荧光检测，通过跟踪主体分子结合客体前后芘的激基二聚体与单体荧光强度比值的变化，研究了胍基芘对不同酸根数目，不同取代位置的苯取代羧酸盐，磺酸盐，长链二羧酸盐以及双羧基氨基酸的识别能力和识别选择性，结果表明，胍基芘对二羧酸根阴离子的识别能力与客体分子中两个羧基间的距离，分子的平面构型以及取代基的种类密切相关，1，2，4，5－苯四甲酸根的识别效果远远好于其他二羧酸根阴离子。     

拉曼光谱的16种多环芳烃（PAHs）特征振动光谱辨识

借助密度泛函理论中B3LYP/6-311++G(d, p)方法对美国EPA优先控制污染物中的16种多环芳烃(PAHs)：萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、稠二萘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并(a, h)蒽、二苯并[g, h, i]芘以及茚苯(1, 2, 3-cd)芘进行结构优化,并计算拉曼光谱振动频率和去偏振度,在此基础上辨识多环芳烃的拉曼特征光谱。研究显示,16种PAHs的拉曼振动主要分布在3个频区：200～1 000 cm-1（指纹区）、1 000～1 700和3 000～3 200 cm-1（基团频率区）,3个频区主要振动归属分别为环变形(ring def),碳碳伸缩(CCStr)、碳氢摇摆(CHw)及其耦合振动(CCStrCCw),碳氢伸缩(CHStr)。进一步分析显示,指纹区16种PAHs的去偏振度随苯环变形振动对称性增强而降低,在该频区去偏振度最小的频移处苯环呼吸振动的对称性最强,指纹区的峰强也在此处出现最大值。任意PAHs在指纹区的最强峰之间的波数差较大,在显微拉曼光谱的可分辨范围内,因而利用指纹区的去偏振度和最强峰可将16种PAHs逐一识别。烷烃、烯烃、炔烃、醇类和酚类、脂肪醚、芳基烷基醚、醛类、酮类、羧酸、酯类、胺类、腈类、酰胺类、酸酐、芳烃的振动频率和峰强分布不完全一致,利用PAHs与这几类物质拉曼频率和峰强分布的差异可以逐一排出干扰。     

基于土壤光谱库和光谱相异度的局部模型构建

掌握土壤在空间和时间上的表征至关重要。土壤可见-近红外（Vis-NIR）光谱可以估算土壤有机碳（SOC）等属性,与传统的实验室理化分析相比,光谱技术能有效实现土壤信息的快速获取。土壤光谱库为建立经验模型提供了大量具有丰富变异性和多样性的样本作数据基础。但受限于库中土壤样本的异质性和模型的适应性,通常区域或局部尺度模型的稳健性欠佳。已有的研究主要通过目标样本部分入库的方式改善库的性能,但影响了光谱技术的低成本优势。该研究在不入库的前提下基于土壤光谱的相异度,探究经典距离算法结合土壤光谱库构建局部预测模型的可行性,并比较分析局部模型样本容量对预测精度的响应。基于全球土壤光谱库（GSSL）的677个土柱,从每个国家随机取十分之一的土柱（97个）组成局部目标测试集（Test）,其余580个作土壤光谱库（SSL）。分别采用欧氏距离（ED）、马氏距离（MD）、和光谱角（SAM）来分别度量Test与SSL间的光谱相异度并生成距离矩阵。按距离矩阵的前0.04%,0.05%,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,1%和5%从SSL中提取与Test最相似的光谱样本构建共计9个容量的局部建模集（Local）,使用偏最小二乘回归（PLSR）建立Vis-NIR和SOC含量的预测模型并通过Test验证模型精度,通过光谱的主成分空间考察并解释各种距离算法下Local的“容量–精度”变化。结果表明,在待测样本不入库的情况下,三种距离算法构建的Local模型相较于全局模型的预测精度均有一定提升,但三者的“容量-精度”的拐点存在显著差异。SAM兼顾了光谱的波形和幅度因此较MD、ED更具优势;其前0.2%比例的Local不仅预测精度最优,且用于建模所需的样本容量最少。因此认为,SAM法更适用于从土壤光谱库中构建局部模型,距离矩阵的前0.2%可作为局部模型的容量参考。     

LIBS结合单变量定标法对土壤中铅元素含量检测

重金属污染一直影响着人们的健康生活,如镉,铅和铜等的污染,故而土壤重金属的快速检测和如何预防,一直受各国学者关注和研究。传统土壤重金属检测方法（如原子吸收光谱法、X荧光光谱法等）样品预处理复杂,分析成本较高,易形成样品的二次污染,不能满足快速分析的要求。激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种典型的原子发射光谱,它是基于分析物质中原子和离子受激发而发射的特征谱线信息,进而研究物质成分的分析方法。LIBS技术能够快速检测任何状态（固、液和气态）物质元素的成分和含量,被看作是未来化学检测和快速绿色分析领域的新兴技术。LIBS技术具有对样本简单预处理（或不需要处理）、多元素同步分析、远距离测量、适用性广等优势,被广泛用于生活生产的各个领域,已成为近年来国内外学者广泛关注和研究的热点之一。在农业信息快速感知的大背景下,以激光诱导击穿光谱技术为技术手段,以土壤重金属铅元素为研究对象,运用理论分析和数学建模相结合,建立了多种基于单变量定标曲线的土壤重金属铅检测模型,并进行了模型验证。自制15个已知的铅元素浓度梯度的谱线土壤样本,在获取了土壤LIBS数据之后,对其进行预处理对比,建立了基于谱峰强度、谱峰积分、洛伦兹拟合强度三种定标曲线模型,对土壤中铅元素含量进行定量分析,得出基于三种定标曲线模型对土壤中铅元素含量的预测决定系数R2分别为0.918 0,0.910 1和0.914 3,三种定标曲线分析方法的预测结果都较好,说明了LIBS结合单变量定标曲线法对土壤中铅含量的检测可靠性高。最后选取部分样本数据进行验证,结果较好。研究结果为研发便携式农田土壤污染物检测技术与装备提供技术支撑,也为农田精准管理和科学施肥奠定基础。     

基于PCA的土壤Cd含量高光谱反演模型对比研究

土壤重金属污染对人类健康造成了极大的威胁,如何快速摸清土壤污染情况尤为重要。高光谱遥感具备光谱分辨率高,快速无损等优势,使其在土壤组分反演方面具有巨大的潜力。针对高光谱信息冗余及光谱变换对土壤镉（Cd）含量估算的影响进行分析,并利用变换前后的高光谱数据对比研究了不同高光谱模型对土壤Cd含量反演的性能。首先利用等离子体质谱法和FieldSpec4地物光谱仪收集了56组土壤样品的Cd含量和对应的高光谱曲线（350～2 500 nm）;为了弱化光谱测定中光亮变化和土壤表面凹凸对实验结果的影响,研究对高光谱数据进行倒数对数预处理;考虑到高光谱数据中存在大量的信息冗余,研究采用了主成分分析（PCA）对高光谱数据进行降维处理并最终保留了前12个主成分量作为特征变量。针对高光谱反演模型,研究选择了偏最小二乘（PLSR）、支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）和随机森林（RF）四种回归模型建立PCA主成分与Cd含量之间的关系;最后,研究选取了决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和RPD三种精度评估指标评估回归模型的拟合精度,结果表明针对光谱采用PCA波段降维的方法处理后,选取的12个主成分对变化前后的光谱累计贡献率均达到99.99%,作为模型的输入变量,四种模型均具有一定的预测能力。无论光谱变换与否,PCA-RF反演模型的预测能力均为最好（R2分别为0.856和0.855,RPD均高达3.39）。利用PCA对高光谱数据降维处理可以有效降低高光谱数据冗余,有力的保证模型的预测能力。以PCA筛选出的主成分量可以作为模型极好的输入变量,以RF为基础的高光谱反演模型在反演土壤Cd含量时具有最佳效果,可为该区域及类似地区的土壤重金属污染物反演提供新的方法支撑。     

Novel Comparative Synchronous Spectrofluorimetric Study of Benzo(a)pyrene Using Beta-Cyclodextrin and Calix(8)arene as Fluorescence Enhancers

Successfully benzo(a)pyrene could be quantitified in environmental samples by a novel synchronous spectrofluorimetric techniques at a constant wavelength difference Δλ?=?120 nm, using beta-cyclodextrin ‘β-CD’ and calix(8)arene as fluorescence enhancers, where a linear calibration curve was obtained in a concentration range of 900–14,400 pg mL^?1 and 18–360 pg mL^?1 and the detection limit of 380.00 pg mL^?1 and 12.08 pg mL^?1 (which is well below the maximum contaminant concentration for benzo(a)pyrene set by the Environmental Protection Agency ‘EPA’) using both enhancers, respectively. The method can be easily adopted for determination of benzo(a)pyrene in aqueous media including tap water, river water and complex water samples. The recoveries obtained were 85.13–113.36 % with RSD?<?4 %. The proposed method was validated according to International Conference of Harmonization (ICH) guide lines and successfully applied to determine benzo(a)pyrene in pure form and in water samples including contaminated environmental water samples. All the results obtained were compared with those of a published method, where no significant difference was observed.     

标准芳烃及其混合溶液的同步荧光光谱分析

为了提供区分标准芳烃的实验依据,并为环境中芳烃污染检测提供参考.对10个标准芳烃样品(萘、芴、蒽、菲、荧蒽、苊、芘、1,2-苯并[A]蒽、苯并[k]荧蒽、苯并菲)及其混合溶液(蒽、萘、芴混合溶液,苊、荧蒽、菲混合溶液和芘、1,2-苯并[A]蒽、苯并[k]荧蒽、苯并菲混合溶液)的同步荧光特性进行了分析,获得10种标准芳烃标志峰最好时对应的Δλ值及其标志峰位.在此基础上,通过同步荧光光谱分析区分了三种标准芳烃混合溶液的组分,实验发现对蒽、萘、芴混合溶液,Δλ=3 nm时最易区分三种组分|对苊、荧蒽、菲混合溶液,Δλ=3 nm或Δλ=10 nm均可区分三种组分,相对而言,Δλ=10 nm更简便些|对芘、1,2-苯并[A]蒽、苯并[k]荧蒽、苯并菲混合溶液,Δλ=5 nm时是最好的,但也仅能区分芘、1,2-苯并[A]蒽、苯并[k]荧蒽三种组分,苯并菲不确定.     

应用球形和海胆状金混合SERS基底检测高环多环芳烃

合成了海胆状金银复合纳米材料,并与球形金纳米材料混合作为表面增强拉曼活性基底实现了对水中高环多环芳烃的痕量检测。对海胆状材料进行表征,粒径大小约为300～400 nm,表面有40～100 nm明显的刺状凸起。与球形金溶胶混合后并优化pH值及混合比例等参数,产生了优于球形金溶胶2～3倍的增强效果。利用此增强基底检测了危害严重的高环多环芳烃污染物——芘(四环)、苯并蒽(四环)、苯并芘(五环),得到的光谱数据反映出混合SERS基底有良好的重复性和稳定性,对测得光谱进行特征峰归属分析,固体拉曼光谱与水溶液SERS光谱有确定的对应关系,并且在低浓度范围多环芳烃特征峰峰强与其水溶液浓度有良好的线性关系。经计算,芘(四环)、苯并蒽(四环)、苯并芘(五环)的检测限分别为0.44,2.92和1.64 nmol·L-1。该研究的创新点为合成了海胆金纳米颗粒,与球形金溶胶混合后制成新型高效SERS检测基底;选用自制高效SERS基底,实现了高环PAHs痕量检测。结果表明,利用该方法制备的活性基底,可实现对水中高环多环芳烃的痕量检测,为检测水中高环多环芳烃提供了实验室依据。     

Effect of chemical parameters on pyrene degradation in soil in a pulsed discharge plasma system

Degradation of pyrene in soil in a net-to-net pulsed discharge plasma (PDP) system was reviewed. Effect of main chemical parameters, including air flow rate, pyrene concentration, initial pH and soil moisture content on pyrene degradation was examined. The obtained results show that 87.9% of pyrene could be removed under the condition of 60 min reaction; increasing of air flow rate within 1 L min⁻¹ was favorable for degradation; pyrene removal was decreased with the increase of initial pyrene concentration; oxidation of pyrene was more evident in acidic soil; enhancement of soil moisture content has no benefit on pyrene degradation.     

Interactions of serum albumins with antitumor agent benzo [a] phenazine—a spectroscopic study

We present an investigation on the site specific interaction of antitumor agent benzo [a] phenazine (BAP) with serum albumins (HSA and BSA) and related photo-physical properties using absorption, emission and lifetime measurements. The absorption and emission measurements reveal that the binding of biomolecule benzo [a] phenazine took place near tryptophan moiety present in sub-domain IIA in serum albumins (HSA and BSA). In the selective excitation of benzo [a] phenazine at 365 nm, it was observed that the ground state of serum albumin quenches the excited benzo [a] phenazine through charge transfer exciplexation. The fluorescence decay analysis of serum albumins in the presence of benzo [a] phenazine shows decrease in lifetime, which confirms that photo-induced electron transfer takes place from serum albumins (HSA and BSA) to BAP. Also a suitable mechanism was proposed for the observed photo-induced electron transfer processes. Binding average distance (r) between the donor (serum albumins) and acceptor (benzo [a] phenazine) calculated using FRET theory confirmed their high probability of binding interaction.     

荧光光谱对自组装多肽作为药物载体的初步研究

为解决疏水性药物普遍存在的因水中溶解度低而给药困难、生物利用度低的问题,采用了新型两亲性自组装多肽RGA16(Ac-RADAGAGARADAGAGS-NH₂)作为载体包裹和释放疏水性模型药物。以芘为模型疏水性药物,以鸡蛋卵磷脂脂质体模拟细胞膜,通过稳态荧光光谱表征和测定芘的存在形式和浓度。两亲性自组装多肽RGA16能够在水溶液中稳定模型疏水性药物芘的晶体。扫描电镜图像显示多肽RGA16与芘晶体相互吸引,两者形成10 μm以上大小的复合体。在机械搅拌下多肽RGA16与水溶液中的芘相互作用5 d左右形成稳定的胶体混悬液(多肽-芘复合体)。被多肽包裹时,芘以晶体的形式存在。而当与EPC脂质体溶液混合时,芘可从多肽的包裹中以分子形式释放到EPC的双层膜中。芘从自组装多肽所稳定的胶态晶体向EPC脂质体释放的过程采用连续时间扫描稳态荧光光谱加以观察。通过将释放过程中芘单体的荧光强度与标准曲线相比较,确定了特定时间点EPC脂质体中芘的转移量。以上结果表明：该两亲性自组装多肽RGA16具有作为小分子量疏水性药物载体的潜力。     

High density excitation effects on fluorescence from the crystals of aromatic hydrocarbons and charge-transfer complexes

High density excitation effects on fluorescence were studied for the crystals of fluoranthene, chrysene, benzo[g, h, i]perylene, pyrene and pyrene-d₁₀ and also for the crystal of 1,2,4,5-tetracyanobenzene (TCNB)-hexamethylbenzene (HMB) complex. Relative fluorescence intensity in the shorter wavelength region decreased with increasing excitation density (for chrysene, fluoranthene, and benzo[g, h, i]perylene), and the vibrational structure became diffuse at high density excitation (for fluoranthene and chrysene). The rate constants of the bimolecular quenching and exciton migration were obtained by analysis of the fluorescence decay curves at high density excitation for chrysene, pyrene, pyrene-d₁₀, and TCNB-HMB. The exciton hopping rates at 295 K were 2.4 × 10¹⁰ s^?1 in chrysene and 7.9 × 10⁸s^?1 in TCNB-HMB. The differences in the rate between chrysene and fluoranthene (2.2 × 10⁹s^?1) and between TCNB-HMB and TCNB-durene (4.2 × 10⁹s^?1) are discussed in terms of the coupling intensity between two neighboring oscillators accompanying the transition between ground and the lowest excited singlet state. The difference in the rate and activation energy of exciton migration between pyrene and pyrene-d₁₀ corresponded to a quasilocalized exciton model.     

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%.