超宽带太赫兹时域光谱探测技术研究进展

太赫兹时域光谱(THz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术是一种非常有效的相干探测技术,具有信噪比高,探测带宽,可在室温下工作,可进行时间分辨测量等特点,广泛应用于材料、化学、生物、安检等领域。较早时期的THz-TDS系统受限于太赫兹辐射源的带宽和光谱探测手段,测量范围有限(<5 THz),较高频段的光谱信息无法得到。为了进一步扩大太赫兹时域光谱探测技术的应用范围,迫切需要发展超宽带(≥10 THz)的太赫兹时域光谱探测技术。本文回顾了太赫兹时域光谱探测技术的发展进程,综述了实现超宽带太赫兹时域光谱探测的主要技术方法,展示了不同测量方法的典型实验方案,同时总结了不同探测方法的优缺点,并追踪了主要研究小组的前沿成果以及最新的应用进展。     

氮胁迫下水稻的激光诱导荧光光谱特性

为了指导水稻的田间施肥,解决因过量施肥造成资源的大量浪费以及环境污染,特别是水体富营养化等问题,搭建了基于紫外激光诱导荧光技术的荧光光谱探测系统,以研究水稻叶片的氮水平与荧光强度的相关性。文中先用植物营养测定仪(TYS-3N)测定水稻叶片氮含量和叶绿素含量（样本为水稻分蘖期的倒二叶,采集于中国江汉平原地区）,再用搭建的测量系统采集了不同氮水平的荧光光谱。获得了不同氮水平下水稻叶片的荧光光谱数据库,分析了荧光光谱参数F₇₄₀/F₆₈₅（为峰值740,685 nm处的荧光强度比）与氮水平的相关性,发现氮含量的变化对水稻叶片荧光光谱特性影响明显。通过该实验验证了荧光参数的峰值比F₇₄₀/F₆₈₅与氮含量呈明显的线性正相关,相关系数（r）为0.871 8,均方根误差（RMSE）为0.076 82。实验表明采用激光诱导荧光光谱探测技术具有快速无损等优点,且有一定潜力用于定量测量植被营养元素的含量,为采用荧光技术对农作物施氮管理提供了支持。     

基于BPLT模型的小麦叶片背景扣除方法的研究

为准确且无损测定小麦叶片的反射光谱,研究了不同背景对叶片表面反射光谱的影响,在400～1 000 nm波段范围测定了小麦叶片8种背景下的反射光谱以及叶绿素含量。以PLATE模型为基础,首次提出了BPLT(background plate)模型,扣除由不同背景导致的叶片反射光谱的变化。模型以背景下叶片的反射率R₀,不同背景反射率σ为输入,空气和致密叶片的界面反射比R₁₂,致密叶片和空气的界面反射比R₂₁,致密叶片的透射系数τ三参数中间变量,得到最终无背景时叶片反射率R值的2-3-1模型。采用方差分析法(analysis of variance, ANOVA)进行了BPLT模型验证,对比分析了背景扣除前后10种叶绿素指数值的变化。结果表明,当反演的确定系数DC(determination coefficients)>0.90且残差平方和SSE<1时,反演的灵敏度较高,对小麦叶片不同叶绿素浓度的背景扣除有着较好的效果;采用BPLT模型背景扣除后,背景因素所占的百分比低于5%;优选了NDI&MCARI的函数关系,NDI&MCARI的斜率和叶绿素浓度的R2由背景扣除前的0.847 4提高到背景扣除后的0.977 8。为真实测定不同背景下小麦叶片的反射光谱提供了依据。     

槲皮素作为荧光探针对氟离子的识别作用

槲皮素为天然黄酮类化合物,广泛存在于植物的根、茎、叶、花和果实中。槲皮素作为荧光探针检测氟离子不仅具有较好的选择性和灵敏度,而且与合成的荧光探针比,还具有来源广、环保、无毒等优点。实验将不同阴离子(F-,Cl-,Br-,I-,ClO-₄,H₂PO-₄)分别加入到槲皮素的二甲基亚砜(DMSO)溶液中,考查槲皮素溶液的荧光强度变化。实验发现当加入氟离子后,槲皮素在500 nm处的荧光发射峰的强度降低,发生荧光猝灭,且其猝灭程度随着氟离子浓度的增大而改变,即荧光强度随着氟离子浓度的增大而减小,并呈线性变化。而其他阴离子的加入对槲皮素和槲皮素-氟离子体系的荧光发射强度影响不大,说明其他阴离子不影响槲皮素对氟离子的识别,显示了槲皮素对氟离子具有较好的选择性。由荧光滴定光谱和荧光滴定曲线得到槲皮素对氟离子的滴定方程为：y=-13.36x+173.4,线性关系为R2=0.991,线性范围为1.0×10-6～8.0×10-6 mol·L-1,最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1,表明槲皮素对氟离子的识别具有较高的灵敏度。进一步实验表明槲皮素识别氟离子的机理可能是氟离子的加入破坏了溶液体系的氢键,改变了槲皮素分子的共轭状态,发生分子内电荷转移,促使槲皮素荧光猝灭。用该法成功检测了样品中微量氟离子,回收率为100.67%～102.44%,精确度较好,测定结果稳定。     

坛紫菜对干出和酸雨胁迫的生理响应

以坛紫菜为试验材料,研究不同强度酸雨(pH值分别为5.6、4.5、4.0、3.5)对坛紫菜生理特性的影响.试验中测定了坛紫菜细胞膜透性、抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数等生理指标,以比较适当干出和完全浸泡、黑暗和光照条件下酸雨胁迫对坛紫菜生理特性的影响.结果表明:(1)经过不同方式处理的模拟酸雨处理后,适当干出处理的坛紫菜...     

β-TCP/HAP多孔生物陶瓷的制备

以牛松质骨为原料,采用低温煅烧工艺,通过调整浸泡溶液浓度及煅烧温度等工艺参数,制备出具有良好生物活性,并保持天然骨多孔结构的β-TCP/HAP双相生物陶瓷。并采用XRD,SEM等手段对其成分、微观结构进行表征。结果表明:所制备的β-TCP/HAP多孔生物陶瓷的大孔孔径在300~500μm之间,微孔孔径在1~5μm之间,具有良好的生物活性和生物可降解性。通过控制煅烧温度和浸泡溶液浓度,制备出含较高TCP的β-TCP/HAP多孔生物陶瓷,而煅烧温度或浸泡溶液浓度过高会导致制备的样品中TCP的含量降低,焦磷酸钙的含量增加。     

咪唑取代的双羟基季铵盐的合成及抗菌性质研究

将咪唑基团与N-甲基二乙醇胺进行季铵化反应,经过重结晶纯化得到2-(2-羟乙基)-甲基-(1-甲基-1H-咪唑-2-亚甲基)氯化铵(QAS-1),以傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)和飞行时间质谱(TOF-MS)等进行结构表征。并采用纸片法和振荡培养法初步研究了QAS-1对金黄色葡萄球菌(S.aureus)、甲型链球菌(α-H-tococcus)、大肠杆菌(E.coli)、绿脓杆菌(P.aeruginosa)等菌种的抗菌性能。结果显示,季铵盐QAS-1对这4种菌均显示较好的抗菌活性,特别是对革兰氏阴性菌(E.coli,P.aeruginosa)的杀菌效果更加显著,且优于阳性药(葡萄糖酸氯己定)。     

现代测试技术在地球化学勘查中的应用

上世纪80年代以后进行的1∶20万水系沉积物扫面,个别元素分析质量不稳定,达不到设计要求,如镉、钴、铜、镧.利用大型分析仪器为手段,建立了稀有、稀散、稀土和铂族元素的测试方法,分析数据符合地球化学填图的要求,为地质找矿工作新的突破做出贡献.     

由羧酸配体和铁(Ⅱ)构筑的两个过渡金属配位聚合物的结构、表征和性质

采用水热法合成了2个铁的过渡金属配位聚合物[Fe(Medpq)(BDC)H₂O]_n(1)和{[Fe(Medpq)(QUI)H₂O]·2H₂O}_n(2)(Medpq=2-methyldipyrido[3,2-f:2',3'-h]quinoxaline; H₂BDC=terephthalic acid; H₂QUI=2,3-pyridinedicarboxylic acid),并对其进行了元素分析、红外光谱和热重表征,并用X射线单晶衍射测定结构。2个配位聚合物中的中心铁(Ⅱ)离子,都呈现一个稍微扭曲的八面体几何构型。     

大空间位阻β-二亚胺镁配合物的合成、晶体结构及硅氢化反应

2,4-戊二酮分别与不同的伯胺反应,合成出2种新的大空间位阻的β-二亚胺配体。其中β-二亚胺配体1与格氏试剂甲基碘化镁（MeMgI）反应得到相应四配位镁的甲基配合物,配体1的锂盐与溴化镁（MgBr₂）反应制备出Mg-Li双金属溴配合物。新β-二亚胺配体和相应镁的甲基配合物和溴配合物的晶体结构均通过单晶X射线衍射确定,相应镁的甲基配合物和溴配合物在苯乙酮的硅氢化反应中显示了较好的催化活性。