基于激光诱导击穿光谱的洋葱在线原位检测

激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)是一种分析多元素的光学技术,可用于新鲜蔬菜的快速检测.以洋葱为例,采用LIBS对其含有的元素进行了在线原位检测.用乙酸铅溶液污染洋葱以模拟大气湿沉降的重金属污染现象,并进行重金属Pb元素检测.使用主成分分析(principal components analysis, PCA)和反向传播人工神经网络(back-propagating artificial neutral network, BP-ANN),以洋葱、大蒜、小葱为样品进行区分检测.洋葱光谱中的特征谱线包括Si、Fe、C、Mg、Al、Ca、Ti、Sr、Ba、Na、Li和K等元素,以及N、H、O的谱线和CN分子谱带.不同浓度梯度乙酸铅溶液污染的洋葱样品中都能检测出Pb元素,其相对强度与溶液浓度成比例.此外,PCA的结果表明洋葱、小葱、大蒜的区分效果明显,BP-ANN交叉验证的识别率为89.47%.结果证明LIBS在对元素进行快速分析时具有较好的识别能力,是检测新鲜蔬菜的有效手段.     

高准确度多频调制激光测距算法研究

针对传统的激光测距仪测量准确度低、实时性差等问题,结合正交相位检测和坐标旋转数字式计算机角度解算方法,设计了一种多频激光测距系统.系统中采用改进的正交算法对噪音环境下的测距相位差的正切值进行计算,再通过坐标旋转数字式计算机角度解算方法计算出测距相位差,该方法有效地提高了测距准确度并大大降低了系统的运算量.在采样频率500 MHz、计算字长16位、回波信噪比14 dB时,测量范围为150 m,相位测量误差为0.026 4°,距离测量准确度达到0.11 mm.     

LED显示屏高光效高画面填充比光学设计与研究

针对传统LED显示屏光能利用率和图像画面填充比低的缺点,基于非成像光学理论,提出了一种提高光能利用率和画面填充比的全彩LED显示模块结构系统和设计方法。利用复合抛物面集光器CPC对LED管芯发出光线的发散角进行变换压缩,从而避免了外表面全反射损耗,大幅度提高了系统的光能利用率。利用积分方腔匀光原理和散射元件对光能的二次分配,提高了显示屏的画面填充比、单位像素均匀度及基色复用面积。作为实例,根据上述方法设计了一个P10 mm全彩LED显示模块,利用光学设计软件LIGHTTOOLS对该显示模块系统进行了仿真建模和光线追迹,并对设计结果进行了分析。结果表明,系统光能利用率大于70%,画面填充比接近100%,单位像素区域内均匀度好于85%。显示模块具有能量利用率高、高画面填充比、显示效果均匀柔和、易于生产和装调的优点。     

基于循环神经网络的缝洞型油藏油井产量预测

利用神经网络的强大非线性映射和拟合能力，构建神经网络产量预测模型，并针对油田生产数据的高误差、易缺省等特性和曲线拟合预测不易收敛的情况，提出了训练数据集扩充方法和改良的均方误差损失函数.在拟合油井产量方面取得了显著的效果.     

多色彩可视化半定量检测方法用于COVID-19患者治疗过程中抗体浓度变化的快速监测

现场快速定量检测新型冠状病毒(SARS-CoV-2)抗体对于监测新型冠状病毒感染的肺炎患者治疗过程具有重要作用. 目前, 大多数抗体检测采用基于金纳米粒子的免疫层析定性检测, 但该方法仅表现出一种颜色变化, 无法实现现场快速定量检测. 本文采用特异性刻蚀金纳米棒(Au NRs)的方法, 实现了SARS-CoV-2抗体多色彩可视化的现场快速定量检测. 首先, 将SARS-CoV-2重组抗原固定在96孔酶标板上; 随后, 将辣根过氧化物酶标记的酶标抗体与待测抗体结合, 形成抗原-待测抗体-酶标抗体的复合三明治结构, 且酶标抗体与待测抗体浓度呈正相关; 由于酶标抗体可与3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)发生特异性反应, 生成TMB²⁺, 而TMB²⁺可选择性刻蚀Au NRs, 使得溶液产生丰富多彩的颜色, 即可通过观察溶液颜色变化实现SARS-CoV-2抗体浓度半定量检测. 在最佳条件下, 该方法对SARS-CoV-2 IgM抗体在5.00~200 IU浓度范围内呈良好线性关系, 检出限为1.29 IU, 并具有较高的灵敏度和特异性. 上述方法成功用于COVID-19患者治疗过程中SARS-CoV-2 IgM抗体浓度半定量快速检测.     

基于低共熔溶剂的多孔有机框架材料合成及其在固相萃取中的应用北大核心CSCD

本文综述了低共熔溶剂(DES)在多孔有机框架材料(POFs)中金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)合成方面的应用,以及这些新型材料在固相萃取领域的潜在应用。DES作为环保绿色溶剂,不仅用于MOFs和COFs的制备,还在特定情况下作为结构导向剂,对框架的结构和性能产生重要影响。通过合适的DES配方,研究人员能够调控MOFs和COFs的晶体结构、孔径和表面性质,从而获得性能卓越的材料。MOFs和COFs因其具有较大的比表面积和丰富的活性位点,在固相萃取中展现出卓越的吸附能力和选择性,能够有效地从复杂样品中富集目标分析物。研究证明,基于DES的MOFs和COFs在环境分析、食品检测和生物样品分析等领域具有广泛的应用潜力。尽管基于DES的MOFs和COFs在固相萃取领域仍处于初级阶段,但其高效富集和高选择性等特性为实际应用提供了良好前景。未来的研究应继续深入探索基于DES的合成方法,以制备更多性能卓越的MOFs和COFs,并深入研究其在各个领域的应用潜力。这些努力有望将这些新型材料应用于商业化的固相萃取方法中,为分析化学领域带来新的发展机遇。     

Multiarm Star Poly(ε-caprolactone) with Hyperbranched Polyamidoamine as Core Capable of Selective Accommodating Cationic or Anionic Guests

Hyperbranched polyamidoamines(HPAs) were directly employed as macroinitiators to initiate the Sn(Oct)2 catalyzed ring-opening polymerization of ε-caprolactone(CL), resulting in multiarm star copolymers with poly(ε-caprolactone)(PCL) as shells and HPA as core(HPA-b-PCL). From 1H-NMR characterization it was deduced that both the primary amines and the secondary amide groups of HPAs could initiate the CL polymerization, and the initiation efficiency increased when more CL monomers were fed. The average arm-numbers of the obtained stars were in the range of 115-353. Differential scanning calorimetry measurements demonstrated that the melting and crystallization temperatures, fusion and crystallization enthalpy and the degree of crystallinity of the star polymers increased as the PCL arm length increased. HPAb-PCL stars could be used as nanocarriers to efficiently accommodate anionic dyes at acidic condition, while load cationic dyes at basic condition. Compared with the dye-loading behavior of multiarm star PCL with the neutral hyperbranched polyglycerol as core, it was deduced that HPA-b-PCL nanocarriers accommodated anionic dyes using the HPA core, while loaded cationic dyes using both the HPA core and the PCL shell. Dynamic light scattering analyses also supported such deduction. Furthermore, HPA-b-PCL nanocarriers could selectively load the anionic Eosin Y or the cationic methylene blue from their mixture at p H = 6 or 9, respectively, realizing their separation.     

超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法非靶向快速筛查进口粮谷中未知的农药残留

利用快速提取农药(fast pesticide extraction,FaPEx)方法前处理样品,并结合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF)技术建立了非靶向快速筛查进口粮谷中未知的多种农药残留方法。采用1%(v/v)醋酸乙腈溶液提取粮谷中未知的农药残留,FaPEx固相萃取柱净化、浓缩,UPLC-Q-TOF检测。利用目标化合物特征离子的精确质量数、同位素匹配、二级碎片信息和保留时间进行数据库匹配,筛查可疑未知农药。结果表明,该方法无需对照标准品即可快速筛查进口粮谷中的农药残留,能够应用于进口粮谷样品的实际筛查。该方法快速、准确、分析通量高,可以为进口粮谷中农药残留的快速筛查和质量控制提供重要的方法依据。     

胶带表面优异防覆冰性能

通过在普通胶带表面黏结聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微米球,再通过水热法在微米球表面制备规则的ZnO纳米棒结构,经氟化处理后得到了具有柔性、大面积、低温超疏水和防冰性能的薄膜.低温环境中,液滴在这种复合的微纳米结构表面可以实现结冰延迟.经历结冰-融化循环后,液滴的界面未发生明显变化,证明了该结构的可靠性.这种抗结冰的薄膜是建立在胶带和PMMA基础之上的,在风电、高压线缆以及冰箱制造工业中具有良好的应用前景.