基于可调控咖啡环效应的表面增强拉曼光谱法检测有机染料

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是快速、无损检测生物化学物质的良好平台,理论上可检测单个分子水平上的化学物质,但这种潜力受到SERS基底的限制.本研究采用基于可调控咖啡环效应的基底,用于提高SERS在测定痕量分析物时的灵敏度和简便性.通过氧等离子技术改...     

小小杯咖啡,理含大宇宙

译者点评在人类探求自然本源漫长的过程中,有三种品性令人感动不已:一是佛的悟性,其二是诗人的感性,再者是科学家的理性.佛在绝对地弃绝自我之后,将己体融入万物,然后再拈一朵莲花,轻轻地道出事物的本源:"一花一世界,一叶一菩提......".     

基于超疏水高黏附结构的痕量农药分子现场检测SERS基底研究

多种农药,包括孔雀石绿（MG）作为禁用兽药,存在食用致癌的风险。由于MG低廉的价格和极好的药效,在渔业养殖中一直被不法商贩非法使用,使得鱼类生鲜中时有MG残留检出。针对MG分子痕量残留的检测,目前一般是抽取少量养殖水样,再利用高效液相色谱柱、液相色谱-光谱等方法来评估其是否超标。这类传统的检测方法一般需要依赖价格昂贵的大型设备,且检测过程操作繁琐复杂,单次检测耗时长、价格高,因而与农贸市场中商品流通量大、速度快、价格需亲民低廉等特点和要求不相符合。近年来,表面增强拉曼散射（SERS）检测技术以及便携式拉曼光谱仪的出现,有望实现对痕量农药分子的现场快速检测,进而很好地解决这一问题。SERS检测技术利用金属纳米结构的表面等离激元效应感应位于其结构表面附近的分子,得到分子种类和浓度信息。为了降低可检测的浓度极限,一般会在SERS基底上利用咖啡环效应或其他手段将待测分子蒸发富集,以获得足够高的信号强度。针对亲水基底,液滴与基底相接触后,会在基底表面摊开,使其分布面积扩大,导致其咖啡环周长变长,分子分布浓度随之降低。而当采用疏水基底富集时,由于常规的疏水基底表面黏附性小,液滴在其表面处于随处滚动无法抓取的状态,极大增加了操作的难度。以MG分子痕量残留的检测为例,由于农贸市场人员众多、无专业实验平台,磕碰撞击时有发生,在此环境下采用疏水SERS基底对农药分子进行检测显然是不可取的。该研究提出一种基于超疏水高黏附纳米森林结构的SERS基底用于痕量MG分子的快速现场检测。相比于超疏水SERS基底,所提出的超疏水高黏附基底利用其高黏附性可牢固抓取待测液滴,解决了以往超疏水基底在实际现场检测中存在液滴滚动无法操作的问题。此外,与亲水基底相比,超疏水高黏附基底由于接触角大,可将咖啡环面积缩小5.73倍,继而使分子的富集浓度提高5.73倍,最终使检测极限浓度降低了至少两个数量级。研究所提出的超疏水高黏附SERS基底有望在痕量农药分子快速现场检测中得到应用。     

海南主要地域生咖啡豆挥发性化学成分对比研究

采用固相微萃取-气相色谱-质谱法(SPME-GC-MS)分析海南万宁地区咖啡豆和澄迈地区咖啡豆中挥发性化学组分,通过谱库检索、保留指数对化合物定性,比较两种咖啡豆之间差异。实验结果表明：万宁地区咖啡检出化合物种类91种,澄迈地区咖啡检出106种化合物,有66种相同的化合物,相同组分为75.52%。相同化合物中万宁地区咖啡占总含量的89.86%,澄迈地区咖啡占总含量的85.70%。     

从速溶咖啡中提取咖啡因

学生做完从茶叶中提取咖啡因的实验,还想了解从咖啡中提取咖啡因的方法,而相关的文献极少。为了解决学生的困惑,介绍了从速溶咖啡中提取咖啡因的实验,即通过抽滤、萃取、干燥、蒸馏、升华等操作获得纯净的咖啡因。学生可以结合提供的信息,通过2种不同物质提取咖啡因方法的比较,更好地理解物质性质与实验方法、操作步骤的对应关系,从而提高对提取物质实验的认识和操作方法的理解,增强创新能力和实践能力。     

用分子模拟方法研究HIV-1整合酶与咖啡酰基类抑制剂的相互作用

用分子对接和分子动力学(MD)模拟方法研究了一类咖啡酰基和没食子酰基类HIV-1整合酶抑制剂与整合酶之间的相互作用模式, 结果表明该类抑制剂分子上的两个侧链基团(咖啡酰基或没食子酰基)与整合酶的DDE基序之间的相互作用对抑制整合酶活性起到关键作用. 当侧链基团为没食子酰基时, 可以提高该类抑制剂与整合酶的结合能力. 采用线性相互作用能方法(LIE)计算了该类抑制剂与整合酶之间的结合自由能, 预测值与实验值相吻合, 均方根偏差RMSD为1.39 kJ•mol^-1, 以上结果可为基于结构的HIV-1整合酶抑制剂设计提供有用的信息.     

超高效液相色谱-大气压化学电离-串联质谱法测定烘焙咖啡中丙烯酰胺

建立了烘焙咖啡中丙烯酰胺的超高效液相色谱-大气压化学电离-串联质谱（UHPLC-APCI-MS/MS）分析方法。样品经甲醇提取，HLB固相萃取（SPE）小柱净化，Brownlee validated AQ C18色谱柱分离，采用大气压化学电离（APCI）源，正离子扫描和多反应监测（MRM）模式对丙烯酰胺进行检测，内标法定量。结果表明，丙烯酰胺在0.5~100.0 μg/L范围内具有良好的线性关系，相关系数（r²）为0.999，方法检出限为5.0 μg/kg，定量限为10.0 μg/kg。在100.0、200.0和1000.0 μg/kg添加水平下，丙烯酰胺的回收率为94.6%~115.0%，相对标准偏差（RSD）值为2.8%~3.6%（n=6）。本方法采用APCI源作为离子化方式，能有效地减少咖啡基质对丙烯酰胺的基质干扰，前处理简单，灵敏度高，适用于咖啡中丙烯酰胺的日常检测。     

基于Ag2Se量子点的近红外自组装激光器

铅盐量子点的最低量子态的多重简并和胶体量子点与谐振腔耦合难度大,阻碍了近红外胶体量子点激光器的发展.本文利用基于Ag₂Se量子点的自组装激光器解决了上述问题.利用最低量子态二重简并的Ag₂Se量子点代替铅盐量子点来实现低阈值的近红外光增益.使用有限元法深入分析了咖啡环微腔的模场分布和振荡机制,结果表明光场在横截面内沿之字形路径传播振荡,量子点与腔模式实现了强耦合.分析了腔长与自由光谱范围和激光发射波长的关系,基于此关系以及Ag₂Se量子点的增益谱特性设计了单模近红外激光器,分析了该激光器的激光特性.以仿真结果为指导,实验制备了阈值低至158 μJ/cm²,线宽为0.3 nm的单模近红外激光器.通过增加激光器腔长,使发射波长从1300 nm增至1323 nm.此外,由于Ag₂Se量子点的毒性几乎可以忽略,所以本文推进了环境友好的近红外激光器向实用型激光器发展.     

高效液相色谱-二极管阵列检测器法测定咖啡、茶叶中咖啡碱、茶碱和可可碱

将高效液相色谱,晶体二极管阵列检测器联用与正交投影分析结合,建立了一种从天然复杂样品中直接定性定量的分析方法。讨论了二维色谱重叠峰中背景的检测与扣除,纯色谱曲线的分辨和组分的定性定量分析。将这一方法用于咖啡和茶叶中咖啡碱,茶碱与可可碱的测定取得满意效果。     

GC-MS及主成分分析法用于咖啡香精的指纹图谱分析和微差样品的识别

采用正己烷溶剂萃取法提取咖啡香精中的挥发性和半挥发性成分,并通过气相色谱-质谱法建立了咖啡香精的色谱指纹图谱,共定性了22个组分,占总量的87％,采用共有峰率、组分含量的相对标准偏差及相似度等几个指标对6个不同批次的样品进行了评价,结果表明它们之间具有很大的一致性,通过相似度比较和主成分分析的投影显示法区分微差样品。该色谱指纹图谱可用作咖啡香精的质量控制。