Deep‐ultraviolet laser ablation electrospray ionization mass spectrometry

A 193‐nm wavelength deep ultraviolet laser was used for ambient laser ablation electrospray ionization mass spectrometry of biological samples. A pulsed ArF excimer laser was used to ablate solid samples, and the resulting plume of the desorbed material merged with charged electrospray droplets to form ions that were detected with a quadrupole time‐of‐flight mass spectrometer. Solutions containing peptide and protein standards up to 66‐kDa molecular weight were deposited on a metal target, dried, and analyzed. No fragmentation was observed from peptides and proteins as well as from the more easily fragmented vitamin B₁₂ molecule. The mass spectra contained peaks from multiply charged ions that were identical to conventional electrospray. Deep UV laser ablation of tissue allowed detection of lipids from untreated tissue. The mechanism of ionization is postulated to involve absorption of laser energy by a fraction of the analyte molecules that act as a sacrificial matrix or by residual water in the sample.     

PSMA@Ag复合微球的制备及其在MALDI-MS分析小分子化合物中的应用研究

基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)作为一种有力的分析手段,在生物分子分析中有着广泛的应用,但很难应用于分子量小于500的待测物的分析。该文利用聚多巴胺修饰还原法制备了核壳结构的聚苯乙烯-马来酸酐共聚物@银纳米壳层(PSMA@Ag)复合微球。采用傅立叶红外光谱法验证了聚多巴胺(PDA)的成功修饰。结合扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)分析结果,发现Ag纳米壳层成功地包覆在PSMA微球的表面。将制备的PSMA@Ag复合微球作为辅助基质直接应用于MALDI-MS,成功地从0.5μL待测物样品中检测到2 pmol脯氨酸(M_w=115)和1 pmol丝氨酸(M_w=105)。研究结果证明PSMA@Ag微球对MALDI的离子化过程有促进作用,为解决MALDI-MS在分析小分子待测物时背景噪声过大,信号无法分辨的问题提供了一个有效途径。     

激光拉曼光谱法分析乙烯裂解气

研究建立了乙烯裂解气中6种主要组分H_2,CH_4,C_2H_4,C_2H_6,C_3H_6,C_3H_8的混合气体激光拉曼(Raman)分析法,可将分析时间缩短至约2 min,且无载气、色谱柱等消耗,在加快分析反馈的同时大大降低了仪器维护及使用费用。该方法采用指纹峰浓度曲线,通过筛选计量峰、扣除信号大于3倍信噪比(3 S/N)交叉干扰的修正方式,实现了混合气中6种目标组分的定量分析。在混合气体定量分析中,Raman分析法对H_2,C_2H_4,C_3H_6,C_3H_8的定量分析具有较好的测量精度,均小于2%;但对CH_4及C_2H_6的测量精度有待提高,表明所建立的Raman分析法需进一步优化完善。     

Effect of Y2O3 on microstructural characteristics and wear resistance of cobalt‐based composite coatings produced on TA15 titanium alloy surface by laser cladding

The effects of Y₂O₃ on the microstructure, phase composition of the coatings, microhardness and wear resistance of cobalt‐based composite coatings prepared by laser cladding were investigated. The TA15 titanium alloy was selected as substrate which the cobalt‐based composite powder with different content of Y₂O₃ was cladded on. The microstructure of the coatings was observed by scanning electron microscope (SEM) and metallurgical microscope. The phase structure of the coatings was determined by X‐ray diffraction (XRD), and the microhardness and wear resistance of the coatings were measured by hardness tester and wear testing machine. The results show that the rare earth oxide Y₂O₃ can refine and purify the microstructure of the coatings, reduce the porosities and cracks and improve compactness of the coatings. Moreover the addition of Y₂O₃ improves the microhardness of the coatings and reduces the friction coefficient, thus improving the wear property of the coatings. And the wear resistance of the coating with Y₂O₃ has improved about 50 times; the highest value of microhardness in the coating is HV1181.1. And 0.8 wt% content of Y₂O₃ in the coating is the best choice for improving the microhardness and wear resistance of the coating. It is feasible to improve the microstructure and tribological properties of laser cladding coatings by adding of Y₂O₃. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

质谱分子成像技术与应用进展

该文总结了二次离子质谱、基质辅助激光解吸电离质谱和常压敞开式离子化质谱三大类型质谱分子成像（MSI）技术的概况、技术与方法及其应用新进展。MSI技术作为免标记、高覆盖、高灵敏、检测范围广的可视化分析手段,不局限于生物组织或细胞中某种特定分子的检测,可对已知和未知多种分子进行同时成像分析,获得不同分子的空间分布、相对含量及结构信息,实现其分子的定性、定量与定位分析;还可提供不同生理及病理过程中功能分子的动态时空变化信息等。因此,MSI技术成为质谱领域以及分析化学等领域的研究前沿与热点方向之一,并在化学、医学、生命科学、药学和环境科学等领域显示出重大应用前景。此外,MSI技术是单细胞可视化分析和空间分辨代谢组学的强有力分析手段,可从动物或器官组织的整体、微区、单细胞等不同空间尺度,获取具有空间分布特征、时空动态变化的功能分子全景轮廓信息等而备受关注。     

基质辅助激光解析/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)在微生物鉴定中的应用*

基质辅助激光解析/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)是一种新型软电离生物质谱,具有检测速度快、操作简便、结果准确等优点,目前已成为可靠的微生物快速鉴定技术。就工作流程而言,与常规生化方法相比,MALDI-TOF MS可以将微生物鉴定的时间缩短为一天甚至更短。对于具有抗生素耐药性的微生物,使用MALDI-TOF MS鉴定也有很好的准确性。在病毒鉴定中,MALDI-TOF MS也可以发挥作用,已有报道将MALDI-TOF MS和机器学习(ML)分析方法结合来检测鼻拭子中SARS-CoV-2。此外,MALDI-TOF MS还可用于细菌的无光谱库鉴定。目前,MALDI-TOF MS正通过与其他技术(例如傅里叶红外光谱FTIR)相结合进一步扩大微生物鉴定范围。     

金属材料的激光表面改性及其在摩擦学中的应用

作者对激光表面处理的各种方法和现有技术水平进行了综述介绍,并就其在改善金属材料表面摩擦磨损性能方面的研究和应用,以及今后的发展都作了简要的分析和讨论。激光相变硬化能使处理的工件形成具有表面压应力的硬质马氏体表面,因而可以降低表面的磨损速率。在金属工件上通过激光包覆高抗磨、抗热、抗腐蚀和抗疲劳的高硬质合金甚至致密陶瓷,在严格控制工件材料对包覆合金稀释的情况下,可使底材获得高的摩擦学性能。激光合金化通过选择合金元素和基底材料能有选择地改进低成本工件的表面,使其具有优异的物理、化学和机械性能。激光上釉是通过细化铸造组织、减少偏析及形成高度过饱和固溶体等亚稳定相乃至非晶态而提高了材料的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性能。激光冲击硬化是通过在材料表层内形成冲击波而引起“损伤”来改变表层的组织和性能。     

飞秒激光辐照Tm:YAG晶体的紫外发光研究(英文)

本文报道了室温下飞秒激光辐照Tm∶YAG晶体的紫外光上转换荧光。Tm3+荧光的强度与泵浦光的功率之间的依赖关系揭示了晶体的上转换过程由三光子吸收过程所主导。研究表明上能级粒子的增加来自于Tm3+吸收一个泵浦光子跃迁到3H4能级后再吸收两个泵浦光子,然后离子跃迁至下能级产生上转换荧光。     

平面应力条件下闭合断续节理岩体力学特性试验研究

通过平面应力条件下闭合断续节理岩体的破坏试验,采用自行研制的高压柔性加载装置施加垂向和侧向荷载,用千分表和激光散斑照相技术量测试体位移场,用应变花量测试体平面应力场． 结果表明,激光散斑法用于测定闭合断续节理岩体的位移场效果良好,其测值比对应点千分表测值偏小１４％ 左右．据所测得的位移场和应力场,研究了裂纹尖端应力场的演变及裂纹扩展的路径,分析了试体的变形和破坏特征,测定了翼裂纹初裂角,探讨了试体的破坏机理．     

激光烧蚀下不同颗粒度Al-teflon的反应行为

为研究不同颗粒度对Al-teflon反应行为的影响,以颗粒度25μm、1μm和20～200 nm的Al粉和微米级Teflon粉混合制备的反应材料为研究对象,基于脉冲激光烧蚀实验,结合ICCD相机和光谱仪对反应过程中的自发光成像和发射光谱进行瞬态观测。研究结果表明,Al-teflon反应材料在激光烧蚀下的反应行为体现出典型的二次反应特征,具有持续燃烧特征和明显的后燃效应,也具有较长的能量释放时间;同时,其反应行为与Al粉颗粒度密切相关:初始阶段,反应随Al粉颗粒度的降低加剧,随着反应的进行,纳米级Al粉对应的反应材料后续反应能力逐渐下降,反应强度和反应时间都小于1μm铝粉对应的反应材料。