制备气相色谱在挥发性成分分离中的应用研究进展北大核心CSCD

分析型气相色谱仪对低沸点易挥发的有机化合物展现出优异的分离性能,通过在其色谱柱末端加装馏分收集装置,建立了现代制备气相色谱(Prep GC)技术,该技术可用于挥发性成分的快速分离富集。制备气相色谱仪是由分析型气相色谱仪改装而来,其进样系统、分离系统、检测系统、馏分收集系统也在不断地优化升级,以提高目标化合物的回收效率和纯度。Prep GC与现代波谱技术(如紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、质谱、X射线衍射、核磁共振波谱)耦合,可对分离富集得到的目标化合物的结构进行精准确证。近年来,与Prep GC在各种挥发性成分分离中的应用相关的报道逐渐增多,展现出良好的应用前景。然而,Prep GC在分离过程中也存在着无法制备热敏性化合物、分离成本高、易引入外源性污染等问题。该文根据近年来国内外研究学者的相关研究工作,对制备气相色谱仪的结构及其在精油单体化合物、昆虫信息素、食品和植物挥发性成分、地质生物标志物及持久性环境污染物的分离等领域的应用研究进展进行综述。最后,还对Prep GC在挥发性成分分离中的应用进行了总结与展望,旨在为拓展Prep GC应用领域提供参考。     

毛细管电色谱和加压毛细管电色谱的进展与应用

毛细管电色谱(CEC)以内含色谱固定相的毛细管为分离柱,以电渗流为驱动力,既可以分离带电物质也可以分离中性物质。它结合了毛细管电泳和高效液相色谱两者的优点,兼具高柱效、高分辨率、高选择性和高峰容量的特点,同时具有色谱和电泳的双重分离机理。然而,“纯粹”的电色谱在实际应用中有着天然的弱点,即: 在电流通过毛细管柱中的流动相时容易产生气泡(焦耳热作用),从而使电流中断和电渗流停止,毛细管柱必须被重新用流动相润湿后方能再次使用。加压毛细管电色谱(pCEC)将液相色谱中的压力流引入CEC系统中,不仅解决了气泡、干柱等问题,而且实现了定量阀进样和二元梯度洗脱。CEC和pCEC作为微分离领域的两种前沿技术,满足了当前复杂样品分析和分析仪器微型化的需求,近年来获得了广泛的关注。本文综述了这两种技术近来的发展,包括仪器、色谱固定相的发展,总结了其在生命科学、药物分析、食品安全以及环保样品分析等方面的应用进展,评述了各方法的特点,并展望了CEC和pCEC今后的发展和应用前景。     

太赫兹时域光谱技术在流体包裹体研究中的应用

流体包裹体是研究矿物晶体演化的重要手段之一,它能反映矿物演化最原始的信息(温度、压力、pH值等)。在演化过程中,温度压力等外界因素直接影响包裹体的数量和大小,从而影响晶体的各种性质。本文利用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS),对不同生长温度下KCl晶体内部的包裹体进行了检测,得到了样品的时域、频域和吸收系数曲线,并通过显微镜观察、计算得到了样品内部包裹体的面积,建立了包裹体面积和吸收系数的对应关系模型。通过对样品的吸收系数和样品内部包裹体面积的对比,可以看出二者具有相同的变化趋势,即晶体内部包裹体面积越大,THz吸收系数越大,说明THz吸收系数可以反映不同生长温度的晶体内部包裹体面积的变化情况,解析包裹体面积对太赫兹光学参数的影响,为流体包裹体的研究提供了一种新的有效途径。该研究创新点在于利用THz-TDS快速检测晶体内部包裹体面积的变化情况,说明了太赫兹技术完全可以用于包裹体的研究中,为包裹体的研究提供了一种全新的快速、无损的检测方法。     

人工光子学器件的逆向设计方法与应用(特邀)

人工设计的光子学器件在超分辨、生物传感、光通信等领域都取得了卓越的成就.传统光子学器件的设计往往是通过分析物理模型和建立数值模拟方法实现的,但是基于数值模拟方法的结构设计很大程度上依赖于经验模型,同时在结构优化的过程中需要计算大量的参数组合,因此通常只能在有限的参数空间得到次优的结果.光子学器件的逆向设计有效的解决了上...     

具有微极弹性构架的流体-饱和多孔固体中波在边界面处的传播

通过研究匀质非黏性液体半空间和微极流体饱和多孔固体半空间交界面处平面波的反射与透射,得到不同角度入射波的反射和透射系数.计算出反射波与透射波的振幅比数值,并用图表示出微极性和多孔性对反射和透射的影响.最后根据公式对一些特例进行了推导.     

弹性动脉血管中血液流动特性的模拟和分析

研究了两个不同的非牛顿血液流动模型:低粘性剪切简单幂律模型和低粘性剪切及粘弹性振荡流的广义Maxwell模型．同时利用这两个非牛顿模型和牛顿模型,研究了磁场中刚性和弹性直血管中血液的正弦型脉动．在生理学条件下,大动脉中血液的弹性对其流动性态似乎并不产生影响,单纯低粘性剪切模型可以逼真地模拟这种血液流动．利用高剪切幂律模型模拟弹性血管中的正弦型脉动流,发现在同一压力梯度下,与牛顿流体相比较,幂律流体的平均流率和流率变化幅度都更小．控制方程用Crank-Niclson方法求解．弹性动脉中血液受磁场作用是产生此结果的直观原因．在主动脉生物流的模拟中,与牛顿流体模型比较,发现在匹配流率曲线上,幂律模型的平均壁面剪切应力增大,峰值壁面剪切应力减小．讨论了弹性血管横切磁场时的血液流动,评估了血管形状和表面不规则等因素的影响．     

具有两个驰豫时间的热弹性立方晶体材料中平面波的传播

研究具有两个驰豫时间的、两个不同弹性和热性质的、广义传热立方晶体固体半空间的有缺陷结合面上,热弹性平面波的反射和折射问题.具有两个驰豫时间的广义热弹性理论,是1972年由Green和Lindsay提出并应用于问题的研究.对有缺陷边界,给出了反射系数和折射系数(即反射波和折射波振幅与入射波振幅之比)的表达式,并推演了法向刚性边界、横向刚性边界、接触传热边界、滑动边界和结合面边界时的表达式.给出了在不同边界条件及出射角时,不同的反射波和折射波的振幅比,在不同的入射波时的变化图.发现反射波和折射波振幅比受到介质刚性和热性质的影响.     

各向异性液体-多孔饱和介质在机械荷载作用下的弹性动力分析

将一个各向异性液体-多孔饱和介质的弹性动力分析,归结为一个横观各向同性液体-多孔饱和介质在机械荷载作用下的变形问题.自然界中有些物理问题,仅在一个方向发生变形,例如,与变形结构和变形柱有关的问题.土力学中,通常假设只有竖向沉降,从而归结为一维多孔弹性模型.采用各向异性液体-多孔饱和介质的一维变形模型,研究了在不同时间和距离下扰动的变化.给出了在不同类型荷载作用下,介质的各向异性对位移分布和应力分布的影响.     

弹性固体和充满两种互不相溶粘性流体的多孔固体之间界面的反射和折射及其衰减波

在充满两种互不相溶粘性流体的多孔固体中,研究弹性波的传播.用3个数性的势函数描述3个纵波的传播,用1个矢性的势函数单独描述横波的传播.根据这些势函数,在不同的组合相中,定义出质点的位移.可以看出,可能存在3个纵波和1个横波.在一个弹性固体半空间与一个充满两种互不相溶粘性流体的多孔固体半空间之间,研究其界面上入射纵波和横波所引起的反射和折射现象.由于孔隙流体中有粘性,折射到多孔介质中的波,朝垂直界面方向偏离.将入射波引起的反射波和折射波的波幅比,作为非奇异的线性代数方程组计算.进一步通过这些波幅比,计算出各个被离散波在入射波能量中所占的份额.通过一个特殊的数值模型,计算出波幅比和能量比系数随入射角的变化.超过SV波的临界入射角,反射波P将不再出现.越过界面的能量守恒原理得到了验证.绘出了图形并对不同孔隙饱和度以及频率的变化,讨论它们对能量分配的影响.     

微极热弹性无限板的轴对称自由振动

研究了在应力自由和刚性固定边界条件下,无能量耗散的均匀、各向同性微极热弹性无限板的轴对称自由振动波的传播,导出了相应的对称和斜对称模态波传播的闭合式特征方程和不同区域的特征方程.对短波的情况,应力自由热绝缘和等温板中对称和斜对称模态波传播的特征方程退化为Rayleigh表面波频率方程.根据导出的特征方程得到了热弹性、微极弹性和弹性板的结果.在对称和斜对称运动中计算了板的位移分量幅值、微转动幅值和温度分布,给出了对称和斜对称模式的频散曲线,并示出了位移分量和微转动幅值和温度分布的曲线.能够发现理论分析和数值结论是非常一致的.