等离子体金属纳米结构在SERS传感及可穿戴应力传感中的应用

等离子体金属(金、银)纳米结构因其特有的理化性能,被广泛应用于表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)传感及可穿戴应力传感领域。其中,SERS是一种应用贵金属纳米材料增强拉曼散射信号的检测技术,该技术灵敏度高、特异性强,已被广泛用于生物医学、环境监测、食品药品检测等领域。随着电子检测技术和柔性电子材料的快速发展,柔性可穿戴传感技术也得到了快速发展,且取得了大量的研究成果。SERS检测技术主要依赖于贵金属纳米增强基底材料,而基于贵金属纳米结构的可穿戴传感元件对人体微应力、微应变的传感具有极高的灵敏度。SERS增强基底材料与可穿戴应力传感元件材料具有互通互用性,将贵金属纳米SERS基底应用于柔性可穿戴式检测,这是SERS检测技术比较新颖的、尚未深入研究的应用领域之一。该文综述了贵金属溶胶纳米结构的材料组成分类以及该类材料在SERS和可穿戴应力传感中的应用,并分析了胶体贵金属纳米结构组成及成分对SERS传感、可穿戴应力传感灵敏度、可重复性及稳定性的影响,最后展望了贵金属胶体纳米结构在SERS传感和柔性可穿戴应用中的发展趋势。     

矿物元素指纹图谱的建立及在西洋参产地鉴别中的应用研究

采用电感耦合等离子体质谱法测定了山东、吉林、美国和加拿大4个产地西洋参中50种矿物元素的含量,研究了不同产地西洋参矿物元素的差别和转换系数,构建了西洋参的矿物元素指纹图谱。以各产地矿物元素含量的平均值构建了山东、吉林、美国和加拿大产西洋参的矿物元素标准指纹图谱。采用SPSS 20.0计算了各西洋参矿物元素指纹图谱与其矿物元素标准指纹图谱的相似度,确定了山东、吉林、美国和加拿大产西洋参矿物元素指纹图谱的相似度阈值分别为0.93、0.91、0.98和0.93。通过比较未知产地西洋参矿物元素指纹图谱与矿物元素标准指纹图谱的相似度,进行西洋参的产地判别。采用20批未知产地西洋参样品验证模型的准确性,正确率为85%。此外,研究表明,不同生长年限和不同部位西洋参样品对所建立的西洋参产地鉴别方法无影响。     

SC-ICP-MS法测定金属元素的方法研究

为了使用单细胞电感耦合等离子体质谱(SC-ICP-MS)方法准确测定单个细胞中的铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)和锌(Zn)等多种内源性金属元素,该文基于动态反应池(DRC)模式对目标分析物的反应气流量和极杆抑制参数q(RPq)进行了优化,并研究了进样速度、细胞密度、驻留时间等因素对SC-ICP-MS检测的影响。分别采用细胞悬液直接进样、使用超声波探头使细胞悬液中的细胞破碎后进样和使用浓硝酸消解细胞后进样的ICP-MS测定结果对SC-ICP-MS定量结果的准确性进行验证分析。实验结果表明,可采用超声波破碎细胞的ICP-MS测定结果评估SC-ICP-MS测定的单细胞内Zn和Cu含量的准确性,采用酸消解细胞的ICP-MS检测结果验证单细胞内Fe和Cr的含量。缺少细胞标准物质时对SC-ICP-MS方法定量结果进行多角度验证是必要的。研究表明,使用SC-ICP-MS法可以较好地进行单细胞元素相关分析。     

负载型廉价金属催化剂在低温催化氧化甲醛中的应用

甲醛是室内常见的挥发性有机污染物之一,长期接触会严重危害人体健康。负载型廉价金属催化剂在甲醛去除和实际应用方面表现出优异性能,引起研究人员的广泛关注。本文阐述了低温条件下负载型廉价金属催化剂在甲醛热催化氧化、光催化氧化和等离子协同催化氧化方面的研究进展,介绍了甲醛低温催化的影响因素,并讨论了反应机理。反应条件、载体类型和制备方式是影响甲醛低温催化活性的重要因素。虽然负载型廉价金属催化剂在甲醛光催化氧化和热催化氧化方面均表现出良好性能,但仍须进一步探究提升其在可见光和室温下的催化活性。对于甲醛等离子协同催化氧化,降低反应过程所产生的副产物和能耗仍是研究重点。此外,本文还对负载型廉价金属催化剂在甲醛催化应用中的发展方向进行了展望。     

非对称场流分离技术在蛋黄浆质低密度脂蛋白粒径表征中的应用

通过自组装的非对称场流分离系统(AF4)与紫外可见光检测器联用分离表征了笼养鸡蛋、柴鸡蛋、鹌鹑蛋和鸭蛋蛋黄浆质中的低密度脂蛋白(LDL)。在近似蛋黄浆质生理条件下,研究了进样量、交叉流流速、膜的类型对AF4蛋黄浆质中LDL分离表征的影响;考察了该方法的精密度。在优化的AF4分析条件下,检测出了笼养鸡蛋、柴鸡蛋、鹌鹑蛋和鸭蛋蛋黄浆质中LDL的水力学粒径分布。LDL的AF4洗脱峰高和峰面积的日内精密度分别为1.3%和1.9%(n=7),日间精密度分别为2.4%和2.3%(n=7)。研究结果表明,该方法可用于分离禽类蛋黄浆质中的LDL,同时能够得到LDL水力学粒径分布。     

Controlling coffee ring structure on hydrophobic polymer surface by manipulating wettability with O2 plasma

A simple and novel method is firstly reported for controlling coffee ring structure on polystyrene (PS) film surface by O₂ plasma. O₂ plasma treatment leads to the wettability change of PS surface from hydrophobic to hydrophilic. For hydrophilic PS surface the coffee ring structure is avoided relying on the motion of contact line (CL) while SiO₂ microspheres are left. The motion of the CL is produced based on the viscosity and Marangoni effect with the addition of polymer additives. For hydrophobic PS surface coffee ring structure still persists even with polymer additives because SiO₂ microspheres transfer with the motion of the CL at the beginning of droplet evaporation and accumulate at the droplet edge at late stage with the pinning of the CL. As a result, uniform and macroscale SiO₂ microspheres deposition without coffee ring structure and SiO₂ microspheres deposition with coffee ring structure are controlled by O₂ plasma. This method provides a new way to tune coffee ring structure with smart surface and may be potentially useful for a range of application at material deposition and diagnosing diseases.     

基于MP-AES的在线检测技术在地表水中重金属监测中的应用

通过集成在线富集和在线热消解技术,建立了基于微波等离子体原子发射光谱法(MP-AES)的地表水中重金属的在线检测技术,对珠江干流之一的西江水样中重金属元素(Cd,Cu,Cr,Ni,Pb,Fe,Mn和Zn)进行现场同时在线监测。结果表明,该在线检测技术对这些重金属元素的定量检测能力满足地表水环境质量标准(GB 3838-2002)的限量要求;据环境标准样品中重金属元素分析结果,测定值与配制标准值一致;自来水加标样品的回收率为81.5%~102%。该检测技术对重金属的检出限为1.14~5.34μg/L,检测结果的相对标准偏差(RSD)为0.79%~9.4%,方法可满足地表水中重金属的现场、快速、连续、准确监测需求。     

抗坏血酸对等离子体质谱法测定汞的增敏作用研究

研究了将抗坏血酸加入到样品中作为增敏剂,以电感耦合等离子体质谱测定汞的增敏效应。考察了硝酸浓度、抗坏血酸浓度、水浴温度和时间等实验条件对增敏作用的影响。结果表明,在5%硝酸,500 mg·L~(-1)的抗坏血酸,水浴温度50℃,时间为20 min的条件下,汞的灵敏度最高,此时,汞的灵敏度增强近30倍,其检出限低至1 ng·L~(-1)。在汞浓度为0.005~10.0μg·L~(-1)范围内线性关系良好,相关系数为0.999,相对标准偏差为5.6%(0.1μg·L~(-1),n=7)。该文还进一步探讨了抗坏血酸产生增敏作用的机理。     

化学浸提-电感耦合等离子体发射光谱法测定粉条中活性铝的化学形态

采用化学浸提-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定粉条中溶出铝的化学形态及其含量.实验结果显示,粉条溶出铝中,Al3+为135 μg/g,Al(OH)2+和Al(OH)2-未检出,胶态Al(OH)3o为143 μg/g,有机铝为460 μg/g.各化学形态铝含量的回收率在88.3％～105％范围,精密度(RSD)为1.14％,方法检出限为0.74 mg/kg.该方法准确度高,精密度好,检出限低,线性关系好,是一种简便实用的食品、药物中活性铝化学形态的检测方法.