一种测定纸制品中可迁移性荧光增白剂含量的双波长紫外光谱方法

在现行GB/T 27741—2011的“可迁移性荧光增白剂的定量测定—紫外分光光度法”对纸制品进行萃取时,其中的残余木素会部分析出,对可迁移性荧光增白剂含量的光谱检测造成了干扰。据此,提出了一种双波长(305和348 nm)光谱的改进方法,旨在消除析出木素的干扰。它是基于可迁移性荧光增白剂在348 nm波长处有最大吸收,并且析出木素和荧光增白剂分别在波长305和348 nm的吸光度比值确定,因此可通过双波长光谱法扣除析出木素在348 nm处对荧光增白剂吸光度检测的干扰,从而实现对可迁移性荧光增白剂的准确定量检测。结果表明：双波长光谱法可有效地减少析出木素对可迁移性荧光增白剂吸光度检测的干扰,使定量检测的结果更为可观。方法的重复性检测的相对标准偏差为2.17%;定量检测限为16.9 mg·kg-1;回收率在98%～104%之间。与现行可迁移性荧光增白剂的定量测定的平行标准—液相色谱法相比,由于本方法具有简便、仪器及操作维护费用低等优点,因此更适合生产过程的产品质量控制和市售点对纸制品中可迁移性荧光增白剂含量的快速分析。     

一种快速检测水体中氨氮含量的双波长光谱法

氨氮是衡量地表水质量状况的重要指标之一。在现行的纳氏试剂分光光度法(HJ535—2009)检测氨氮含量过程中,水样预处理(絮凝沉淀法)、剩余浊度与仪器基线漂移等因素给检测过程带来不确定影响。据此,提出一种双波长(420和650 nm)光谱的改进方法,通过扣除由剩余浊度与仪器基线漂移引入的吸光度,以消除检测干扰。先确定水样在420 nm处的浊度修正系数k,后以420 nm处的吸光度减去650 nm处吸光度与k值的乘积,得到氨氮显色反应的净吸收值,从而实现对氨氮含量的准确定量检测,并对该方法的精确度与准确性进行评价。结果表明：在单波长法中,仅由絮凝沉淀法过滤过程引入的相对偏差可达8.67%,而双波长法无絮凝沉淀步骤,不受该偏差影响。双波长法5次重复实验的精度标准差低至1.58%,回收率在98.5~103%之间,因此更为准确、可靠。与现行的纳氏试剂分光光度法相比,该方法既省略了水样预处理的步骤,又扣除了剩余浊度的干扰,显著提高了实验的效率,特别适用于大批量地表水样中氨氮含量的快速检测。     

基准波长法测定溶液温度的研究

近红外光谱分析已广泛应用于工业、农业等领域,然而其测量精度极易收到外界干扰因素的影响,其中温度变化最不易控制,且是一个不可忽视的影响因素。文章基于溶液中溶质与溶剂的置换效应,提出了一种对样品进行温度测量的基准波长法,并以葡萄糖水溶液作为研究对象,对该方法进行了理论推导和实验研究。溶液中溶质浓度和温度均发生变化时,基准波长1 525 nm处的吸光度变化量完全受温度变化的影响,而与溶质浓度无关,因此根据基准波长点处的吸光度变化可以获得样品温度信息。计算不同温度下纯水光谱与30 ℃下纯水光谱之间的吸光度变化量,获得基准波长点处吸光度变化值与温度的一元线性回归模型,以此为基础对溶液进行了温度计算。实验结果表明,该方法能对样品的温度进行准确测量,获得的温度误差为0.03 ℃。     

紫外光谱法快速测定生物质提取液中的糠醛和羟甲基糠醛

提出了一种基于紫外光谱快速测定木质生物质预提取液中糠醛(F)和羟甲基糠醛(HMF)的方法。研究中发现,在浓的冰醋酸介质中,276 nm是F和HMF的等吸收点波长;生物质预提取液中的酸溶木素是测定F和HMF光谱的主要干扰。然而,进一步研究发现,酸溶木素在250 nm到500 nm的光谱范围内均有吸收,而F和HMF在325 nm后便没有吸收。因此酸溶木素的影响可以通过其在325 nm的吸光度值乘上一个系数加以矫正。最终,基于等吸收点波长(276 nm)和F的最大吸收波长(272 nm),以及酸溶木素在325 nm(F和HMF均无吸收)处的波长,采用简单的三波长法就可定量检测出生物质提取液中F和HMF的含量。该方法测定前无需加入有毒的酚类物质作为显色剂,且简单、快速,测定F和HMF的相对偏差及回收率分别为3.02%和2.72%,95%～107%和96%～101%,因此很适合用于生物质精炼中木质生物质预提取半纤维素领域的研究。     

一种检测木质纤维素原料中铁含量的三波长可见光谱法

建立了一种检测木质纤维素原料中铁含量的三波长可见光谱法。首先在选定的条件下采用酸水解法对样品进行预处理,然后进行1,10-菲罗啉显色并以基于416,510和700 nm波长处的吸光度检测的三波长光谱法来定量样品中的铁含量。结果表明：该方法能有效扣除酸水解样品生成的羟甲基糠醛、酸溶木素等产物以及基线漂移对测定结果的影响;与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES法)的测定结果相比,该方法的相对误差小于5%。该方法操作简单、测定结果准确,适用于一般科研单位和生产企业对木质纤维素原料中铁含量的测定。     

谷胱甘肽比率荧光探针分子的设计合成及其光谱性能

将喹啉和丹磺酰胺两种荧光基团同时引入配体L1,利用L1与锌离子自组装构筑三核锌有机-金属大环化合物H-1(比率荧光探针),实现了对生物分子谷胱甘肽(GSH)的有效识别。利用紫外光谱、荧光光谱、~1H NMR、ESI-MS等表征方法研究了H-1对生物分子谷胱甘肽(GSH)的光谱识别作用。紫外滴定光谱表明,当向H-1中加入谷胱甘肽分子后,425 nm处的吸收峰强度降低,320 nm处的吸收峰强度增大,等吸收点为355 nm。利用320 nm处的吸光度值模拟计算平衡常数,lg K为4.03±0.11,说明H-1与GSH形成了1∶1的包合物。荧光光谱分析表明,当向H-1中加入GSH后,以340 nm光激发,波长为513 nm处丹磺酰胺的荧光强度下降,并且发生红移,而396 nm处喹啉基团的荧光强度增大。利用喹啉基团与丹磺酰胺基团荧光发射峰强度变化的比值可以精准检测谷胱甘肽分子,检测限可达到2.5×10~(-6)mol·L~(-1)。     

一种混合物体系荧光分析消除干扰的新方法

荧光分析法在测量混合物体系时,有些组分的最大激发峰相距较近,彼此之间会因存在干扰而得不着准确的荧光光谱。以中药苦参沸水浸取液为例,介绍了混合物体系中消除干扰的一种新方法。首先通过扫描苦参水浸液的荧光光谱,发现其中一种组分B对另一种组分A有明显干扰;然后通过几何作图法在组分B激发光谱中找到具有与组分A最大激发波长处同样荧光强度(也就是与在该点等高的位置处)的波长,以该波长作为激发波长扫描得到组分B在该波长处激发而得到的发射光谱;最后以受干扰的组分A的发射光谱减去该发射光谱即得到纯组分A的发射光谱。该方法使得在无法得到组分A和B的纯品时,对二者进行单独的荧光分析成为了可能。     

荧光及拉曼光谱法检测香皂中的荧光增白剂

用荧光光谱法和拉曼光谱法对香皂中荧光增白剂进行了定性测量。对常见的19个品牌不同系列共46种香皂和8种荧光增白剂进行研究。逐一对样品进行荧光光谱及拉曼光谱的检测,根据光谱检测结果分析香皂样品是否含有荧光增白剂及其荧光增白剂种类。研究结果表明8种香皂含荧光增白剂,7种包装成分表中有标注,但有6种不准确,1种并未标注其含有荧光增白剂成分。     

基于光谱吸收法和荧光法的甲烷和二氧化硫检测系统的研究

根据污染气体的光谱吸收特性与荧光特性,设计了一套时分复用检测系统,既可以使用光谱吸收法检测甲烷和二氧化硫又可以使用荧光法检测二氧化硫。系统采用组合可切换光源、共用光路、气室及信号处理部分,首先进行光谱吸收和荧光的特性测量,然后进行光谱吸收法检测甲烷与二氧化硫浓度实验,以及紫外荧光法检测二氧化硫浓度实验。经过光谱吸收和荧光的特性测量得出吸收法测二氧化硫和甲烷的吸收峰处的激发波长分别为280nm和1.64μm,荧光法测二氧化硫最佳激发波长为220nm。经光谱吸收法实验可得甲烷浓度与相对强度的线性关系和二氧化硫浓度与输出电压的线性关系,线性度分别为98.7%,99.2%;经荧光法实验可得二氧化硫浓度与电压成线性关系,线性度达到了99.5%。研究表明,该系统能使用于污染气体的光谱吸收检测和紫外荧光检测。将两种测量方式组合在一起,降低了成本与体积,同时此系统也可用于其他气体的检测,有一定的应用价值。     

基准波长法在混浊介质光谱数据处理中的应用研究

分析了溶质成分的浓度的改变通过吸收和散射效应对光谱的影响,利用通过浓度改变引起的吸收和散射效应相互抵消的波长作为基准波长,并使用基准波长法以有效的消除仪器漂移和温度变化等外界因素的干扰,从而提高模型的预测能力。通过处理脂肪乳溶液和血浆溶液中含不同葡萄糖的光谱数据,证明了基准波长法能提高模型的相关系数和降低模型预测均方差。     

菲及腐殖酸混合液荧光法定量分析研究

多环芳烃作为普遍关注的优先监测污染物,在水环境中其含量很低,易受共存物腐殖酸的干扰。由于多环芳烃与腐殖酸的光谱重叠严重,很难用常规方法快速的定量检测。菲(PHE)作为多环芳烃中的模式化合物,对菲和腐殖酸(HA)的荧光光谱特性进行了研究,分析了腐殖酸共存下对菲定量检测的影响。采用平行因子算法分析混合液的三维荧光光谱,在激发波长为240～360 nm(5 nm为间隔)、发射波长为 260～575 nm(5 nm为间隔)下对该体系进行了分辨研究,并对菲和腐殖酸进行荧光光谱测量。实验结果表明,此方法可用于有干扰共存下多环芳烃化合物的直接快速定量检测。     

光纤化学传感同步吸收-荧光法的建立

建立一种光纤化学传感同步测定吸收光谱和荧光光谱的新方法。自制同步吸收-荧光比色皿,结合光纤化学传感技术,建立同步吸收-荧光光谱法检测仪器,分别测定罗丹明B,维生素B₂,维生素B₆等溶液的同步吸收-荧光光谱,且与传统的紫外-可见吸光光度法和荧光法进行对比。同步吸收-荧光光谱法测得罗丹明B,维生素B₂,维生素B₆与传统吸光光度法和荧光光谱法检测的吸收光谱图和荧光光谱的图谱大体一致。最大荧光强度波长与传统的荧光方法比较准确度高,但最大吸收波长略有偏差。同步吸收-荧光光谱法等同于同步测定荧光物质的吸收光谱和荧光光谱,实现二光谱合二为一,测定最大发射波长时准确度高,但最大吸收波长略有偏差,值得深一步研究。     

基于遗传算法的曲线拟合方法用于重叠荧光光谱的定量解析

将修正高斯模型为遗传算法的适应性函数用于拟合荧光光谱图,有效地解决了分子荧光光谱法多组分检测过程中荧光光谱相互干扰的问题。考察了不同尿液中内源性荧光物质对加替沙星(GFLX)荧光的干扰。应用拟合荧光光谱图可有效地消除内源性荧光物质的干扰。在优化条件下,GFLX的浓度在0.06～3.5 μg·mL-1范围内, 与其荧光强度之间具有良好的线性,相关系数为0.999 4。检出限为0.02 μg·mL-1,回收率为99.2%～109.4%,相对标准偏差为1.3%～2.7%。结果表明,拟合荧光光谱法无需分离即可实现对尿液中GFLX准确的定量检测,适用于常规定量检测和药物代谢研究。     

土壤粒度对基于近红外离散波长土壤全氮预测精度影响

土壤粒度是对土壤近红外光谱造成严重干扰的主要因素之一。通常在样本前处理阶段采用研磨和过筛土壤来降低土壤粒度干扰,在数据处理阶段通过对连续光谱微分法等数学方法消除土壤粒度干扰。但是对于近红外波段离散波长的建模,至今没有有效的方法消除土壤粒度干扰。为此,提出了土壤粒度修正法以解决土壤粒度干扰消除难题。首先建立土壤粒度修正模型,将农田采集的标准土壤在实验室烘干消除水分后,进行土样配置,得到4个土壤粒度（2.0, 0.9, 0.45, 0.2 mm）和6个全氮浓度等级（0, 0.04, 0.08, 0.12, 0.16, 0.2 g·kg-1）的96个土壤样本。采用MATRIX-Ⅰ型傅里叶变换近红外光谱仪采集土壤样本近红外光谱,计算四个不同粒度(每个粒度包含24个土壤样本)和全部土壤样本在每个波长处（850～2 500 nm）所有样本间吸光度的光谱标准偏差,分析得到土壤粒度的特征波段为1 361和1 870 nm。采用特征波段吸光度比值作为单一输入变量建立SVM土壤粒度分类模型,土壤粒度整体分类准确率为93.8%,表明对土壤粒度进行分类是可行的。选择本研究团队开发的基于近红外波段离散波长(1 070, 1 130, 1 245, 1 375, 1 550, 1 680 nm)吸光度的车载土壤全氮检测仪对提出的土壤粒度修正模型进行验证。结果表明修正后粒度为2.0,0.9和0.45 mm的吸光度和原始土壤吸光度分别降低了62%,74%,111%和61%。表明土壤粒度修正法可以显著减小土壤粒度干扰。最后采用BPNN建立不同吸光度的全氮模型,相较于原始吸光度模型,修正后的土壤吸光度模型R2_v提高了25%。表明提出的土壤粒度修正法可以显著减小土壤粒度对近红外光谱离散波长吸光度的干扰,提高车载土壤全氮检测仪的测量精度。     

多波长消荧光拉曼光谱仪的研制及应用研究

拉曼光谱技术作为探究分子、晶体及其结构特征的有力手段,具有快速、无损、样品用量小、无需前处理且适应性强等优点,已被广泛应用于食品安全、石油化工等领域。但在拉曼光谱应用中,常常受到荧光背景干扰,导致拉曼信号降低,严重的情况下拉曼信号甚至会淹没在荧光背景中。为解决拉曼技术在实际应用中荧光背景干扰的问题,从仪器角度出发,采用二色镜对多波长拉曼光谱进行光路耦合设计,研制了近红外拉曼光谱与移频差分拉曼复合一体的多波长消荧光拉曼光谱检测系统,其中近红外拉曼光谱采用1 064 nm激光光源设计,移频差分拉曼光谱选取784.5和785.5 nm两组激光光源进行时分复用,在移频差分拉曼光谱检测的同时,亦可获得两组单波长拉曼光谱数据。通过对比同步测试和分时逐次测试的强度及峰位稳定性,验证了多波长消荧光拉曼光谱仪的同步测试性能;选取了多种荧光背景强弱不同的样品,进行了单波长拉曼、近红外拉曼及移频差分拉曼光谱的对比分析。针对丙酮、乙腈等荧光背景较弱的样品,可采用单波长拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对食用油、红色塑胶微粒等荧光背景与拉曼信号强度相当的样品,可采用近红外拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对红酒、棕色塑胶微粒等荧光背景较强的样品,需结合近红外拉曼光谱和差分拉曼光谱对样品进行定性分析。研究表明：通过多波长消荧光拉曼光谱检测系统的研制,在常规单波长拉曼光谱技术的基础上,将两种抑制荧光干扰技术有机结合,有效扩充了应用领域及样品检测范围。     

用双波长可见光谱法快速测定半纤维素提取液中糖的含量

传统的Douglas比色法(间苯三酚-冰醋酸显色法)只能测定水溶性聚戊糖或戊糖,该研究对上述方法进行了改进,通过采用双波长技术实现对总糖和戊糖、己糖含量的同时测定。研究发现,425 nm是戊糖和己糖的等摩尔吸收波长,553 nm是戊糖的特征吸收波长,以上述二波长为基础大大简化了双波长法的计算公式。半纤维素提取液中干扰物质的光谱结果显示,提取液中的木素和葡萄糖醛酸对戊糖和己糖的测定结果都没有显著干扰。结果表明,该方法测定总糖和戊糖、己糖的含量都具有较高的精度和准确性,回收率为97.4%~101.9%。该方法简单、快速,非常适用于阔叶木和禾本科植物半纤维素提取液中混合糖含量的同时测定。     

二阶导数光谱法快速测定硝酸盐氮和亚硝酸盐氮

紫外吸收方法中，硝酸盐氮(NO-₃-N)的紫外吸收峰在202.0 nm左右，而亚硝酸盐氮(NO-₂-N)的紫外吸收峰在210.0 nm左右，两者吸收峰位置距离很近，因此，在分析过程中两者的紫外吸收曲线严重重叠，相互之间严重干扰，不经过分离很难用单波长对二者的含量进行测定而常用的国标方法过程又过于繁琐，耗时较长。为了准确、快速、环保的实现环境水体和饮用水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮快速监测，避免国标方法中对二者测定的诸多不足，结合紫外吸收和二阶导数光谱法，在不经过任何预先分离处理的情况下，建立了水体中这两种物质的快速分析方法，实现水样中二者的快速准确测定。研究采用优级纯试剂配制硝酸盐氮和亚硝酸盐氮系列标准溶液。以去离子水做参比，采用紫外-可见光分光光度计扫描其在195～250 nm范围内的紫外吸收光谱，之后采用Origin软件对所获得的光谱图做二阶导数处理，并采用Origin软件中的Savitzky-Golay方法对处理后的二阶导数光谱进行平滑处理以去除其他无关的干扰和噪声。通过观察上述所得两组二阶导数光谱图，得出以下结论，不同浓度的亚硝酸盐氮样品在223.5 nm处吸光度的二阶导数均为0，不同浓度的硝酸盐氮样品在216.5 nm处的吸光度的二阶导数也均为0。通过实验可见硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合样品的紫外吸收光谱的二阶导数在这两个特定波长处符合朗伯比尔定律。实验通过配制硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合样品，并扫描混合样品的紫外吸收光谱，采用上述方法对所得光谱做二阶导数及平滑去噪处理。研究混合样品二阶导数光谱图可以看出在硝酸盐氮浓度相同而亚硝酸盐氮浓度不同时，亚硝酸盐氮的浓度变化会对硝酸盐氮的吸光度的二阶导数有影响，但是各种混合样品的二阶导数光谱在223.5 nm处几乎交叉于一点，说明此处亚硝酸盐氮的浓度不同不会对硝酸盐氮的二阶导数吸光度有影响。且在223.5 nm处硝酸盐氮二阶导数吸光度随浓度增加而线性增加。因此，223.5 nm可作为混合组分中硝酸盐氮的测定波长。参照以上方法，可得亚硝酸盐氮的测定波长为216.5 nm。在223.5 nm处对单组分的硝酸盐氮的浓度值及其相应的吸光度的二阶导数进行线性回归，其线性关系良好，得到标准曲线的回归方程为C=438.69A+0.015，R2=0.995 9。同理，得到亚硝酸盐氮在216.5 nm处回归方程为C=-657.29A+0.068 8，R2=0.998。为了验证这种方法在实际水样测量中能否成立，取秦皇岛市新河、汤河以及戴河三种河水水样进行实验验证，结果表明，回收率在96.7%～103.0%之间，相对标准偏差在1.46～3.68之间。该方法结果较准确，且操作更加简便，成本较低，可同时实现硝酸盐氮和亚硝酸盐氮快速在线监测。     

紫外光谱估测贵州天麻中的天麻素

采用高效液相色谱法和紫外光谱法测定名贵中药材贵州天麻样品中天麻素的含量,选择在最大吸收波长223nm处,分析天麻素含量与紫外光谱的吸光度数值之间的相关性.采用先聚类后回归的分析法进一步估测天麻中天麻素的含量.结果表明:在223nm处,天麻素含量与紫外光谱的吸光度数值呈显著相关,其相关系数均达到0.98以上.对回归模型进行检验,预测值与实测值吻合.这表明紫外光谱法可为系统评价贵州天麻等级提供理论依据和相关技术手段.     

二苯乙烯三嗪型荧光增白剂溶液浓度的光谱检测方法研究

利用F-2500 FL Spectrophotometer荧光分光光度计测定了不同浓度下二苯乙烯三嗪型荧光增白剂（VBL）溶液体系的吸收光谱,分析了吸收光谱特性随荧光增白剂溶液体系浓度的变化规律,得到了吸收谱峰值I.（或吸收谱峰值的对数Log（Imax））及吸收谱起始波长S两组新的反映荧光增白剂溶液体系浓度的敏感参量,并给出了利用该敏感参量进行荧光增白剂溶液体系浓度的检测方法.     

结晶紫-紫外分光光度法测定食品中糖精钠的含量

pH7.0的Britton-Robinson(B-R)缓冲溶液中,结晶紫在250nm波长处有最大吸收,少量糖精钠的存在可使结晶紫在该波长处的吸收峰显著增强。在0.008-44μg/mL范围内,体系的吸光度的增强与糖精钠浓度呈良好的线性关系(r=0.9994),检出限为0.004μg/mL,回收率在98.1%-108.3%之间,该法用于食品中糖精钠含量的测定,与国标法(高效液相色谱法)对照,结果满意。