基于拟糖蛋白的电化学阻抗生物传感器用于糖与蛋白质相互作用的研究

以D-甘露糖和伴刀豆球蛋白(ConA)的相互作用为研究对象,利用美拉德反应将D-甘露糖共价结合到负载蛋白牛血清蛋白(BSA)的表面形成拟糖蛋白,然后将拟糖蛋白固定到玻碳电极表面,以拟糖蛋白表面的D-甘露糖为分子识别物质,构建了检测伴刀豆球蛋白(ConA)的电化学阻抗传感器。拟糖蛋白制备过程简单,D-甘露糖负载量大,在空间中提供多个结合位点,因此能与ConA形成多价复合物,提高了传感器的灵敏度。该传感器的响应值与ConA浓度的对数在5.0×10-11~5.0×10-9mol/L之间呈良好的线性关系,检出限为1.7×10-11mol/L,D-甘露糖和ConA之间的结合常数为2.6×106L/mol。该方法简单,可适用于不同糖和蛋白质相互作用的研究,为构建高灵敏度的电化学阻抗传感器提供了新思路。     

农田土壤中钾元素含量的激光诱导击穿光谱测量方法

农田土壤中钾元素的实时测量具有重要的意义。利用由1 064 nm激光器、高分辨率光谱仪组成的激光诱导击穿光谱系统,研究了土壤总钾含量的LIBS测量方法。文章对钾元素含量在8.74～34.56 g·kg-1之间的农田土壤样品进行分析,比较了404.40,404.72,766.49和769.90 nm的钾原子特征谱线,并选取766.49 nm为本研究的分析谱线。分析了激光器稳定性、随机噪声造成的谱线强度误差,并以农田土壤中含量相对稳定的硅元素为参照元素,建立K和Si光谱强度比值与土壤中K元素含量关系的内定标模型。定标曲线拟合相关系数为0.935,定标模型对预测集样品的预测标准偏差为9.26%。     

葡萄劣变过程中挥发性物质的FTIR光谱分析

葡萄在运输和贮藏过程中极易发生变质,对葡萄劣变进行预警可有效降低大规模腐败的风险.研究了葡萄在劣变过程中所产生挥发性物质的FTIR光谱特性.实验证明了葡萄劣变中挥发性物质的主要成分为乙酸乙酯、乙醇、二氧化碳和水汽.通过光谱定量化分析研究挥发性物质在劣变中的变化规律,发现葡萄在劣变开始发生时的气体释放速率会发生阶跃性变化.论文采用主成分分析法(PCA)对挥发性物质的红外光谱进行了分类,可以准确地区分未变质、轻度变质和重度变质的葡萄.论文的结论说明挥发性物质的FTIR光谱分析可以有效鉴别贮藏中葡萄的劣变程度.而且由于挥发性气体在葡萄劣变中的阶跃变化性质,使这种鉴别方法具有不易受葡萄数量、存放方式影响的优点.论文的研究为葡萄劣变监测设备研制提供了理论和技术基础.     

棕树叶的形貌、成分及光谱特性研究

利用傅里叶红外光谱仪-衰减全反射技术对不同棕树叶的太赫兹光谱进行了测量, 利用扫描电子显微镜及中红外光谱表征了样品的物理形貌与化学成分. 给出了叶绿素及类胡萝卜素的太赫兹指纹谱峰, 发现植物叶子的化学成分对光学响应的影响强于其物理形貌的影响. 在棕树叶的主要化学成分中, 叶绿素的太赫兹响应强于类胡萝卜素. 提出了植物光学研究以及太赫兹有机敏感材料研究的新方法, 获得了一些重要结果. 研究结果不仅有助于人们更加深入地了解植物的一些生理行为, 并可以从中得到启发, 为设计性能更高、针对性更强、应用更广的器件功能材料创造条件, 推动理论及应用研究的发展.     

基于免疫传感器和激光诱导击穿光谱的痕量农药测量方法

农药在农作物病虫害及农作物高产稳产等方面起到了相当重要的作用,但是农药的长期大量使用,对生态和人类健康造成了极大的危害.根据相关文献查阅,基于免疫传感器和激光诱导击穿光谱的分析方法对农药残留的检测未见相关报道.提出了激光诱导击穿光谱对免疫传感器捕获待测目标物的探针进行检测,从而间接计算出待测目标物的浓度.使用免疫层析试...     

有机官能团的太赫兹光谱特征研究

采用傅里叶远红外光谱仪(FTIR),在室温条件下测量了多种饱和直链有机小分子的太赫兹光谱。测试结果显示,有机官能团的差异导致有机物的太赫兹光谱特征显著不同。其中,有机物的晶格振动吸收峰和分子间氢键的振动吸收峰分别位于太赫兹高频和低频波段。而且,饱和直链一元醇的—OH官能团产生的分子间氢键的特征峰位于57 cm-1,而三十烷酸的—COOH官能团产生的分子间氢键的特征峰则位于74 cm-1。分子间氢键使三十烷醇和三十烷酸对太赫兹辐射的吸收能力明显地强于三十烷烃。相比于三十烷醇,三十烷酸的太赫兹特征峰还发生有规律的红移和蓝移现象。此外,还采用密度泛函理论B3LYP/6-311G(d, p)基组对饱和直链烷烃、烷醇和烷酸的太赫兹光谱进行了仿真计算,发现分子间氢键作用越强的有机物的单体分子的仿真结果与实测光谱的吻合程度越低。二聚体结构的仿真结果与实测光谱的吻合程度明显地高于单分子结构。研究结果对利用FTIR研究其他有机官能团的太赫兹光谱特征、探索有机分子内部的振动模式、探究有机物太赫兹响应的物理原理及器件应用等具有重要意义。     

通过挥发物鉴别葡萄变质状态-基于长光程红外光谱和简易电子鼻阵列

葡萄在劣变时会挥发出特定成分和浓度的气体。在变质葡萄的挥发物红外光谱中发现了乙醇、乙酸乙酯和二氧化碳的光谱特征。通过多次反射的光学系统提高了光谱测量的光程,从而获得了更高的探测灵敏度。利用新型光谱测量系统进一步研究了葡萄劣变过程中挥发物的精细化特征,并证实了其中含有多种醇类、酯类、醛类和乙烯的光谱特征。部分挥发物的浓度随贮藏时间展现规律性的变化,可以以其为生物标志物来表征葡萄的变质程度。进一步以光谱观测规律为基础研制了由传感器阵列组成的电子鼻,通过对特定挥发物的定量化测量实现葡萄变质的分类和预警。揭示了更为精细的葡萄劣变过程中挥发物的光谱特征变化规律,证实了通过挥发物测量鉴别水果变质的可行性,为开展水果变质的实时监测技术研究提供了理论和技术参考。     

梨果糖浓度近红外漫反射光谱检测的预处理方法研究

糖浓度是梨果内部品质的重要指标。实验测得了梨果的近红外漫反射吸光度谱,并且对其进行了光谱预处理,包括多元散射校正(MSC)、基线校正(baseline correction)、标准正态变量变换(SNV)和平滑去噪(moving average)。结果表明,经过预处理后的吸光度谱在光谱归一化、噪声消减等方面有着较为明显的优势。使用偏最小二乘法(PLS)对原始吸光度谱和预处理后的吸光度谱分别进行处理,得到结论：应用平滑去噪预处理后的吸光度谱进行预测的准确度优于原始吸光度谱,得相关系数为0.990 8,预测标准偏差为0.019 0。