石英晶体微天平的新进展

石英晶体微天平（quartz crystal microbalance,QCM）是一种对界面变化敏感的仪器,它已经在物理、化学、生物学、药物学、临床医学、环境科学等学科的界面问题研究中得到了一定的应用.然而,QCM在液相下的应用和推广一直受限于QCM数据定量解释的困难.为此,科研工作者发展了多种高级的QCM,比如带阻抗分析功能的QCM（impedance QCM,i-QCM）或带能量耗散监测功能的QCM（QCM with dissipation,QCM-D）,同时还发展了许多相应的理论模型.但是,对于多数生物、化学工作者来说,这些理论过于复杂.这极大地限制了QCM的推广和潜力发挥.本文以我们小组在QCM方面的研究工作为线索,对已报道的分析方法、模型和方程按5类应用条件进行了整理,给出了明确的界定标准：它们是：1,固-气界面;2,牛顿流体;3,固-液界面的薄膜;4,固-液界面厚膜;5,固-液界面超厚膜.对于每一类情况,我们将用通俗易懂的语言描述如何对QCM数据进行简化却又保证研究精度需要的定量分析.对于液态环境下的QCM数据的分析,我们着重介绍了＂固化水层＂模型,该模型允许QCM在一定的条件下成为一把＂分子尺＂,工作范围从几个纳米到数百纳米.该分子尺在多个创新界面问题研究中得到很好的应用.最后,我们从理论上分析了QCM作为生物传感器的先天缺陷--因基于面均质量检测的原理,QCM技术对溶液中蛋白的检测下限仅在1μg mL-1数量级.进一步,我们探索了QCM的发展方向和潜在应用领域,希望籍此能进一步推广QCM在各个学科界面问题中的研究应用.     

Research of cornea section''''s shape ablated by 193-nm ArF laser spots

The ablation theory of cornea and biology effect by 193-nm ArF excimer laser are introduced. The ablation tracks model is put forward to make laser spots scan around cornea by many steps and many areas to change cornea curvature. The corneal average ablation curve is calculated by software so as to explain the feasibility of the ablation tracks model. By analyzing the actual ablation shapes of many arbitrary cornea sections, the optimal ablation method for deciding the random position of every laser spot in every ablation track is obtained. Experiments combining the ablation model with the device testify the energy stability of laser spots and the accuracy of rectifying anisometropia.     

固相萃取–气相色谱–串联质谱法测定甘蓝类蔬菜中氟啶虫酰胺和嘧菌环胺

建立固相萃取–气相色谱–串联质谱(GC–MS–MS)测定甘蓝类蔬菜中氟啶虫酰胺和嘧菌环胺残留量的分析方法。甘蓝类蔬菜样品经乙腈提取后,用ENVI–Carb活性炭固相萃取柱净化,乙腈–甲苯(3∶1)溶液进行洗脱,采用GC–MS–MS法测定,以保留时间和选择性反应监测(MRM)离子对定性,色谱峰面积定量。氟啶虫酰胺和嘧菌环胺的质量浓度在0.05～2.0μg/mL范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系,线性相关系数均大于0.998,检出限分别为0.005,0.008mg/kg。样品加标回收率为87.4%～97.3%,测定结果的相对标准偏差为1.3%～3.2%(n=6)。该方法灵敏度和准确度高,适用于甘蓝类蔬菜中氟啶虫酰胺和嘧菌环胺残留的测定。     

钙钛矿型氧化物Ln0.5Sr0.5CoO3的制备与电输运性能

采用固相反应法合成钙钛矿氧化物材料Ln0.5Sr0.5CoO3（h=La，Pr，Nd，Sm，Eu）的超细粉体，研究了不同稀土元素掺杂时的晶体结构和电输运性能，分析了该钙钛矿体系结构的形成过程。实验表明，当烧结温度达到1200℃时，通过固相反应法可以形成稳定的单一的钙钛矿相。样品电导率在700℃附近出现最大值，低温段的导电行为符合小极化子导电机制，La0.5Sr0.5CoO3材料的电导率在中温范围内最大，适合作为中温固体燃料电池的阴极材料。     

两种微波等离子体炬质谱测定水中铅的对比研究

建立了一种新型的能够灵敏分析水中痕量铅的质谱方法,以微波等离子体炬(MPT)为离子源,可无需样品预处理而直接分析水样。样品经雾化和去溶后由MPT的中心管道引入等离子体,离子由国产的四极杆质谱仪(Q-MS)检测,得到铅的MPT特征质谱。定量结果表明,该方法的检出限为20 ng/L,线性范围为200~1 000 ng/L,相对标准偏差(RSD)为5.3%;所得定量指标优于相同条件下商用的线性离子阱质谱(LTQ-MS)测试结果,且四极杆质谱仪上所得的铅离子特征质谱信号更简单、易归属,无需复杂的多级串联质谱加以确认。这种MPT可与国产质谱仪器相结合发展成为一种低成本的现场检测铅的质谱仪器,在环境监控、饮用水检验等方面具有一定的应用价值。     

微波等离子体炬质谱法快速测定大米中黄曲霉毒素B1的研究

以微波等离子体炬(MPT)为离子化源,在无需样品预处理的条件下,建立了快速测定大米中黄曲霉毒素B1(AFB1)的直接质谱分析方法。在正离子检测模式下,根据黄曲霉毒素B1的特征质谱离子(m/z 285)进行定量分析。结果表明,黄曲霉毒素B1在0.5~20μg/L范围内线性关系良好,相关系数(r2)为0.999 4,方法检出限为0.12μg/kg。直接检测复杂基体大米中的黄曲霉毒素B1,平均回收率为95.8%~107.2%,相对标准偏差(RSD,n=9)为2.2%~10.1%;将该方法与主成分分析(PCA)相结合,能够准确地鉴别大米是否霉变。该方法分析速度快、灵敏度高,适合霉变大米的快速、高通量筛查,有望应用于粮油食品、动植物食品质量监控等领域。     

低增益准分子激光最佳透射率的研究

对于激光系统性能而言,谐振腔最佳透射率具有非常重要的作用。低增益、宽带脉冲准分子激光的最佳透射率条件与其激光抽运脉冲引起的增益脉宽有密切关系。提出了在激光四能级系统速率方程的基础上模拟低增益准分子激光的跃迁行为。并利用合理的近似,研究低增益脉冲准分子激光谐振腔的最佳透射率。给出了其在不同增益脉宽情况下统一的最佳透射率条件,并分析了以小信号增益系数为函数的最佳透射率变化规律。所得到的结论为：低增益、宽带脉冲准分子激光的最佳透射率情况和连续激光器有所不同。而是取决于增益脉宽和光子寿命之间的关系。上述结论得到了相应实验研究结果的证实。     

微波等离子体常压解吸电离质谱法快速检测化学药剂中的活性成分

构建了一种新型电离源--微波等离子体常压解吸电离源, 等离子体由微波等离子体炬产生, 工作气体为Ar气, 微波频率为2450 MHz, 该离子源可在大气压下产生稳定的等离子体. 将该电离源与具有大气压接口的Corsair API-TOF型飞行时间质谱仪结合, 实现了化学药剂中单一或多种主要活性成分的快速分析, 在手动进样条件下, 检测速度可达每小时360次. 在微波等离子体环境下, 活性物质成盐时母体化合物上结合的酸性物质可被直接除掉, 谱图中主要离子为母体化合物的准分子离子[M+H]⁺, 便于识别. 微波等离子体常压解吸电离质谱法无需化学试剂, 具有实时、 快速及无污染等特点, 为药剂研发及化学工业提供了一种新的检测技术.     

搭载实践十号卫星的蒸发液滴空间实验研究

实践十号蒸发对流实验以微重力环境中的蒸发相变流体界面过程为主要研究内容,利用空间微重力条件下浮力对流消失和热毛细对流起主导作用的特殊环境,实验研究置于加热底板的蒸发液滴相变过程中表面蒸发与表面张力驱动对流的耦合机理.利用研制的空间蒸发对流装置完成了在轨工况的科学匹配实验,得到了不同工况(温度、液滴大小、加热底板材料)下蒸发液滴形貌和热流量、蒸发速率等变化规律.为后续空间实验结果的比对分析提供了前期结果.     

基于NIR的鲜食葡萄物流过程安全系统

针对鲜食葡萄物流过程中的实际模式及通常会使用SO₂保鲜剂的情况,研究了4种温度及定量SO₂胁迫条件下,基于近红外光谱和质构变化的鲜食葡萄货架期预测方法,结合信息技术设计了基于货架期预测的物流过程安全系统,以期减少鲜食葡萄物流过程中的损失。质构变化是鲜食葡萄采后到达货架期终点的重要原因,研究使用SO₂浓度传感器控制电磁阀,通过SO₂自动补偿获得设定SO₂浓度,研究了不同浓度SO₂胁迫条件下鲜食葡萄的质构变化规律及温度的影响。对比了多元散射校正和一阶S-G求导预处理方法对原始光谱的预处理效果,采用偏最小二乘回归方法建立了基于近红外光谱的鲜食葡萄质构无损检测模型,模型决定系数为0.93,均方根误差为1.70,通过交叉验证,模型预测准确度为0.81,均方根误差为2.91。研究表明,近红外快速无损检测可结合品质变化建模和信息技术用于提高果蔬采后物流过程安全管理效率。