鲁米诺的合成与振荡化学发光

鲁米诺的合成与化学发光是一个极具展示度的基础化学实验。近年来，国内部分高校陆续开设了这一实验，引起不错的反响。为进一步丰富和提升该实验的科学理论内涵，我们进行了如下改进：1)在合成部分引入机械搅拌、硫粉还原和微波合成，实现安全、快速、高效制备高纯度鲁米诺的目的；2)在单次化学发光的基础上，特别引入宛如星辰闪烁般的振荡化学发光反应(鲁米诺/H2O2/SCN-/Cu2+/OH-振荡体系)，该反应涉及非平衡态热力学和非线性化学等重要概念与基础理论知识，激发学生的求知欲；3)设计并搭建了可与荧光光谱仪配套使用的简易微型磁力搅拌加热装置，实现了对振荡化学发光的光强和振荡周期等数据的实时定量监测，使学生可以自行设计对比实验，探究影响振荡反应过程的因素，并总结振荡反应规律。该实验涵盖了多学科的重要知识点，兼具科学性与趣味性，对培养学生的探索精神和创新意识具有重要意义。     

单颗粒稀土纳米晶的三基色上转换发光

可调谐发光颜色的上转换荧光纳米粒子具有广阔的应用前景。本文设计并成功合成了结构紧凑的多层核-壳纳米颗粒。在不同波段激光的泵浦下,该颗粒中不同壳层分别产生红、绿、蓝3种颜色的上转换荧光。光谱测试结果表明,样品三基色发光的颜色纯度较好,并且可以实现全色域的颜色实时调节。此外,还测试了样品发光强度与泵浦功率之间的依赖关系,用于研究其中的上转换发光机理。这种在单颗粒水平上具有全色域可调发光的紧凑核-壳结构纳米晶体在多通道生物检测及成像、超高分辨率显示器件、高端防伪应用等领域显示出巨大的潜力。     

基于没食子酸和对硝基酚双功能化银纳米粒子检测水中Cr3+

采用硼氢化钠还原法合成没食子酸和对硝基苯酚双功能化的银纳米粒子（GA-PNP-AgNPs）,并通过紫外-可见光谱法、透射电子显微镜和粒度仪对合成的银纳米粒子进行了表征。GA-PNP-AgNPs呈分散的球形,粒径约为21 nm,且在390 nm处有一个特征吸收峰。当Cr3+存在时,GA-PNP-AgNPs发生聚集,溶液颜色由淡黄色变为橙红色。基于此,构建了一种检测Cr3+的比色传感器,线性范围为（0.04～2.0）μmol·L-1,检测限为0.013μmol·L-1。该方法选择性较好、经济简便,能够用于水样中Cr3+的实时检测,检测结果与石墨炉原子吸收光谱法测得的结果吻合。     

实时在线化学发光监测水体亚硝酸盐

构建了一个实时在线监测水体样品中低含量亚硝酸盐的化学发光分析系统。采用连续采样方式,在线将NO-2转换为HOONO并立即与Luminol反应,实现了对亚硝酸盐的全自动连续检测。方法的线性范围为1.0×10-8~1.0×10-5 mol/L,线性相关系数R2=0.9989,检出限为5.0×10-9 mol/L。与国家标准方法对比验证了新方法的可靠性。考察了自来水煮沸、持续煮沸、持续亚沸及多次煮沸等处理方式对亚硝酸盐含量的影响。实验表明,该分析系统可用于水加热处理过程和地表水中亚硝酸盐含量的监测。为健康饮水提供了参考依据。     

基于实时无标记技术研究流式分选后细胞活性的检测方法

利用流式细胞法、细胞计数试剂盒（CCK-8）法、实时细胞功能分析（RTCA）法分别检测分选前后细胞的活性,综合比较了3种方法的检测原理、操作特点等。结果显示,流式细胞法测得的分选后细胞凋亡率为（3.85 ± 0.008）%,分选前细胞凋亡率为（14.09 ± 0.021）%,分选后细胞凋亡率低于分选前,具有统计学差异（P < 0.05）;分选前后的活细胞比例显示,分选后活细胞比例高于分选前,具有显著性统计学差异（P < 0.001）。CCK-8法测得的分选后细胞活性高于分选前,具有显著性统计学差异（P < 0.001）;RTCA法测得的分选后细胞连续增殖活性明显高于分选前,具有极显著性统计学差异（P < 0.000 1）。结果显示,相较于CCK-8法和流式细胞法,RTCA法的细胞用量少、可回收,操作简便,无需标记,检测灵敏度高,可获得实时动态的细胞生长曲线,适合研究分选后细胞长效动态的活性变化,可为基础和临床分选后活细胞的功能研究提供检测手段。     

离子选择电极阵列土壤中硝态氮测定

土壤硝态氮反映土壤短期氮素供应水平,实时了解土壤硝态氮的含量为精准农业和农业面源污染防控提供支撑,因此,在线实时检测土壤硝态氮方法突破就显得十分迫切。土壤硝态氮中的硝酸根离子在土壤中的高水溶性和流动性为全固态硝酸根离子选择电极高敏感检测土壤中硝态氮提供了条件,固态硝态氮离子选择电极的离子选择膜反应硝酸根离子在被测溶液中的浓度。采用全固态硝酸根离子选择电极,且与温度电极和pH电极融合组成电极阵列对土壤饱和溶液中的硝态根离子进行检测。设计了高输入阻抗运算放大电路对电极信号进行采集,并通过微处理控制蠕动泵完成土壤硝态氮待测溶液连续流动测量及实时传输结果。实验结果表明,电极响应时间≤15 s,斜率-51.63 mV/decade,线性范围10-5-10-2.2 mol/L,最低检测限10-5.23 mol/L。相对标准差在0.78%-4.47%范围内,加标回收率均在90%-110%以内。与国家标准紫外可见分光光度法测试结果相比,相关系数（R2）为0.9952,为土壤硝态氮在现场检测奠定技术基础。     

实时直接分析高分辨质谱技术研究碳硼烷类化合物

该文运用高分辨质谱技术对实时直接分析(Direct analysis in real time,DART)离子化条件下碳硼烷化合物的质谱行为进行了研究,对碳硼烷化合物DART高分辨质谱中所得到的同位素峰簇进行了表征与归属。研究结果表明,选取的碳硼烷化合物在DART负离子条件下均能得到较好的质谱信号,这可能与硼笼结构的“缺电性”有关。含10个B原子的碳硼烷化合物形成的离子同位素峰簇信号中,通常情况下相对丰度最高的同位素峰中含2个10B以及8个11B。将碳硼烷化合物高分辨质谱分析的精确m/z数据信息与图谱中同位素峰轮廓分析相结合,是碳硼烷化合物有效的质谱定性分析与表征策略。     

实时直接分析质谱分析中草药多糖

建立了一种机械力化学提取法和实时直接分析质谱(DART-MS)分析相结合的中草药多糖分析方法,同时测定了黄芪、银耳、百合、茯苓、鼓槌石斛、金钗石斛、铁皮石斛和党参8种中草药多糖。比较了机械力化学提取(MCE)法与传统方法的提取效果,并优化了MCE法的提取参数。通过体积排阻色谱分离中草药多糖,建立分子质量校准曲线,估算了多糖分子质量。利用DART-MS直接裂解多糖大分子,可瞬时获得m/z<350的碎片离子,不同的中草药多糖得到的特征性的质谱离子峰可用于多糖样品的有效区分。该方法具有简单、快速、高通量、无需预消化的特点,是直接从复杂多糖大分子中获取特征指纹图谱的有力工具。     

实时直接分析-串联质谱法快速筛查火锅底料、牛肉面汤及调味料中罂粟壳生物碱

建立了采用实时直接分析-串联质谱(DART-MS/MS)对火锅底料、牛肉面汤及调味料中5种非法添加的罂粟壳生物碱进行快速筛查的方法。样品经乙腈提取净化后,在离子化温度为300℃、栅极电压为150 V、进样速率为0.8 m m/s的DART离子源正离子模式条件下进样,以电喷雾离子源正离子多反应监测(MRM)模式进行检测,实现了样品经简单预处理后使用DART-MS/MS进行检测的新方法。该方法简便、快速,能满足大批量非法添加样品的快速筛查分析要求。