光电化学技术应用于抗氧化分析的研究进展

在新陈代谢过程中,机体会产生大量以自由基为主要形式的氧化活性物质,而抗氧化剂可以通过电子转移的方式捕获并中和自由基,从而有效抵御自由基引起的细胞损害,以保障和维护人体健康.食品作为人体外源性抗氧化剂的重要来源可以有效补充因体内代谢及体液排出而损失的抗氧化物质,因此对食品中抗氧化物质消除自由基的能力即抗氧化能力的测定和评价具有重要意义.光电化学技术作为一种简单快捷、低成本、低背景且高灵敏度的测定方法,能够有效克服光学法、色谱法和电化学法等传统测试手段在抗氧化容量分析中的不足.本文综述了基于半导体及其复合材料的光电化学传感平台的构建及食品体系抗氧化容量分析的研究进展,评论了多种检测体系的特点并对其研究前景进行了展望.     

超临界CO2-DME混合物竖直圆管内传热特性数值研究

本文采用RNG k-ε湍流模型对超临界CO₂/DME(二甲醚)二元混合工质在竖直圆管内的传热特性进行了数值模拟研究。管径4 mm,管长为1000 mm;CO₂/DME浓度配比分别为97/3、95/5、92/8、90/10、85/15、以及70/30;质量流速为125～200 kg·m^-2.s^-1;热流密度为15～30 kW.m^-2,入口温度295～308 K,入口压力8～15 MPa。不同浓度配比的混合工质在各自临界压力下应用时,随着DME浓度的增加,换热系数的峰值逐渐减低,但在温度大于310 K时混合工质的换热系数会高于纯CO₂。压力相同时,随着DME浓度的增大,拟临界温度升高,换热系数峰值点也随之向温度升高的方向移动。混合工质的换热系数随质量流速的增大而增大。在拟临界点前,增大热流密度及降低压力对管内传热有利,而在拟临界点之后,换热系数随热流密度的升高以及压力的降低而降低。     

一种排气式膛压模拟装置

为了在实验室条件下简洁、高效地获得与实际相符的膛压曲线,进而开展典型结构和材料膛压载荷响应特性研究,提出了压力舱内发射药燃烧同时发射药气体由排气件排出的膛压模拟装置。结合发射药燃烧理论和等熵流动模型,建立了排气式膛压模拟过程的数学模型。基于理想气体假设,利用Fluent软件模拟泄压过程质量流量规律,并与理论结果对比,确定了流量系数。分别根据76和155 mm火炮膛压曲线特点及小型化设计原则,对模拟装置性能参数进行了优化设计。优化结果表明,获得的压力曲线的增压速率和降压速率基本满足要求,峰值压力达到300 MPa,压力大于30 MPa历时10 ms以上。验证实验结果表明：压力曲线有良好的重复性,且与理论结果一致,装置工作可靠性高;以排放发射药气体方式模拟膛压曲线是可行的。

     

基于锑化物二类超晶格的多色红外探测器研究进展

近年来InAs/GaSb二类超晶格红外探测器在材料晶体结构生长、器件结构设计与成像应用方面取得了飞速发展。尤其在多色红外探测方面,二类超晶格材料以其具备的带隙可调、暗电流小、量子效率高、材料均匀性高,以及成本低等优越性能,使其逐步成为第三代红外焦平面探测器的优选材料。本文阐述了锑化物窄带隙半导体研究中心的锑化物多色红外探测器研究进展。本团队成功实现了低噪声、高量子效率以及低光学串扰的短/中、短/长、中/长、长/长、中/长/甚长波等多种高性能多色红外探测器研制。     

微型固相萃取柱结合胃袋式大体积进样-气相色谱-质谱法对食品中205种农药残留快速测定研究

分别选取菠菜、洋白菜、苹果、大米和大豆5种基质,利用微型固相萃取柱对样品进行前处理,采用胃袋式大体积进样技术结合气相色谱-质谱(GC-MS),建立了同时测定日本通关检测项目要求的205种农药残留的快速分析方法.通过增加进样量提高检测灵敏度,通过减少样品处理量缩短前处理时间,以保留时间和特征离子丰度比进行定性,以特征离子强度进行定量.该方法与日本通知法进行了比对,结果表明两种方法净化效果、检出限、回收率和RSD等指标水平相当,平均回收率在80%～120%之间,RSD(n=7)小于10%,满足残留分析方法的要求.     

橙汁主要矿质元素含量的特征分析

矿质元素的含量与组成特征是评价橙汁品质与判断橙汁来源的重要指标。采用火焰原子吸收光谱法对我国重庆地区15个橙汁样品中钾,钙,钠,镁四种矿质元素的含量进行了测定,用箱线图和因子分析法对样品元素含量特征进行了分析。结果表明, 橙汁中钾元素含量最高(1 233.75～1 866.23 mg·L-1),其次为镁(77.51～167.15 mg·L-1)和钙(49.32～125.29 mg·L-1)元素,而钠元素含量最低(1.22～9.26 mg·L-1),该结果与欧盟果蔬汁工业协会(AIJN)提供的橙汁鉴伪与质量评价参考值范围基本一致;因子分析的结果表明,橙汁中钠元素含量的不同是区分冬橙与夏橙橙汁的主要因素。研究结果为我国橙汁品质评价、标准体系的建立及鉴伪研究提供了重要的基础数据。     

应用特征波段和反射变形差的方法进行土壤属性估算

传统的土壤分析是昂贵的、费时的并且可能带来环境污染问题。应用近红外光谱分析技术测定土壤参数具有快速、花费少和非破坏性的特点。利用GPS野外定位,在江西省的红壤站、鄱阳湖站和千烟州站周边共取得41个耕层(0～20 cm)土壤样品。通过对土壤样品高光谱反射率的室内分析测定,研究了土壤在紫外/可见光/近红外波段光谱的反射特性。研究的目的是应用波谱反射建立一个新的研究方法来估算土壤属性含量值。随后应用多元线性逐步回归方法对反射光谱数据进行分析,“B22+H13”光谱数据作为自变量,土壤属性含量作为因变量,建立了土壤属性含量的高光谱预测模型, 并对模型的稳定性和预测能力进行了检验。结果是土壤的pH、有机碳、全氮、全磷、阳离子代换量和碱解氮的相关系数都达到了0.80,而TK、速效磷、速效钾的相关系数在0.68左右。结果表明,应用此方法估算一些土壤属性含量是可行的。     

红外光谱法与药用玫瑰真伪的分析与鉴定

文章采用红外光谱法(FTIR)并结合二维相关光谱分析技术分析鉴定了药用玫瑰(药材对照品)及其混淆品月季和蔷薇。在一维红外光谱中三者的谱图较为一致,但药用玫瑰在1 318 cm-1波数处的峰不明显 ,而月季和蔷薇的1 318 cm-1峰明显,且较尖。在高分辨的二阶导数谱中药用玫瑰和月季分别在1 617和1 618 cm-1处具有芳香类指纹特征峰,而蔷薇的峰则在1 612 cm-1波数处,相差了5～6 cm-1。在1 044 cm-1处的峰, 蔷薇糖类化合物的指纹特征峰较明显,月季和药用玫瑰不明显。观测二维相关红外谱,三者都存在1 620,1 560和1 460 cm-1的芳香类化合物的自动峰,不同的是月季和蔷薇还存在一个较明显的1 660 cm-1的肩膀峰。药用玫瑰、月季和蔷薇在850～1 250 cm-1范围内的二维相关红外光谱差别很大,药用玫瑰1 050 cm-1的糖类化合物自动峰强度最大,而月季的峰较弱,而蔷薇没有此峰。谱图的三级鉴定验证了药用玫瑰、月季和蔷薇在糖苷类化合物和芳香类化合物的相对含量上都是不一致的。结果表明,运用红外光谱法可以快速有效地分析和鉴定药用玫瑰及其混淆品。     

茶叶定性和定量近红外光谱分析方法研究

分别采集了茉莉花茶、苦丁茶、龙井和铁观音4个种类茶叶共120个样本,利用NIRSystems6500型近红外光谱分析仪对样本进行光谱测量,应用近红外光谱分析技术对茶叶进行定性和定量分析。采用主成分分析法,结合聚类分析法,对4种类别的茶叶进行定性鉴别,通过对不同光谱数据预处理方式和不确定因子系数进行比较,确立了最优定性判别定标模型。同时,采用修正的偏最小二乘法,比较不同光谱预处理方法对定标模型的影响,建立了茶叶中水分、茶多酚和咖啡碱含量的定量分析模型,并对未知样本进行预测。定性分析模型的种类识别准确率达到100％,定量分析模型的决定系数均大于0.91,相对分析误差RPD均大于3。结果表明,利用NIRS分析技术可以快速定性和定量分析鉴别茶叶的类别和成分含量。     

复合频率超声波清洗声场均匀性研究

采用计算机摸拟技术,设计加工了一种复合频率超声波清洗槽,在同一个声波发射面(槽底)上,粘接3组不同频率的超声波换能器振子。在大功率实用状态下,研究测试了清洗槽内各单一频率及复合频率时声场电压的相对分布情况,并在染料水溶液中用铜版纸真实记录了单一频率及复合频率的声场分布情况。结果表明,复合频率的超声波清洗比传统的单频超声波清洗效果更好,充分发挥了不同频率的声波特性,消除了驻波场,使声场更加均匀。