- 彭灿伟;汪莉;陈受惠;
基于5,10,15,20-四(4-氨基苯)卟啉(TAPP)和对苯二甲醛(TPAL)间的胺醛缩合反应,合成了一种卟啉基共价有机框架材料(TAPP-TPAL-COF)。此材料呈多孔二维片层状,具有四边形拓扑结构和平面共轭π键。TAPP-TPAL-COF上丰富的π键可与玻碳电极(GCE)表面发生π-π共轭作用,被稳定地固载于电极表面。材料的多孔结构有利于Hg~(2+)的传输,并且卟啉环上的4个N原子可与Hg~(2+)发生配位作用,使溶液中的Hg~(2+)富集于电极表面,从而提高传感器的灵敏度。基于TAPP-TPAL-COF修饰GCE构建了一种Hg~(2+)电化学传感器,线性范围为10.9 nmol/L~17.5μmol/L,检出限为3.3 nmol/L,灵敏度为111.5μA·L/(μmol·cm~2),仅需250 s即可完成检测。构建的TAPP-TPAL-COF传感器具有稳定性好、灵敏度高、线性范围宽、检出限低、响应速度快的特点,为现场实时检测重金属离子提供了一种可选方案。
2022年03期 v.50 356-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 1346K] [引用频次:8 ] |[阅读次数:3 ] |[下载次数:551 ] |[网刊下载次数:0 ] - 程晓伟;李姗姗;武烈;姜秀娥;
选用4种中性电化学反应体系中常用的电解质,利用表面增强红外吸收光谱电化学技术结合振动斯塔克效应对电极-电解质溶液界面处特殊的抗衡离子效应进行谱学-电化学表征。应用不同分子长度的振动斯塔克探针,揭示了阴离子作为抗衡离子,因与电极表面相互作用强度的差异而在双电层中具有不同的浓度分布,进而对界面局域电场产生不同的屏蔽效应。与电极表面存在特异性相互作用的离子可大量吸附到紧密层,使界面局域有效电场强度显著降低。此外,本研究还提出了定量分析离子与电极界面相互作用程度的方法。本研究结果对进一步理解电化学双电层的结构以及电催化反应的构效关系具有重要意义。
2022年03期 v.50 365-374页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K] [引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] |[下载次数:269 ] |[网刊下载次数:0 ] - 王雪梅;赵岁欣;李海银;李峰;
基于目标物调控原位生成荧光物质,建立了硫化镉量子点(CdS QDs)介导的荧光传感器,实现了大米中有机磷农药杀扑磷的高灵敏、高选择性分析检测。乙酰胆碱酯酶(AChE)催化水解硫代乙酰胆碱(ATCh)生成硫代胆碱(TCh),其作为稳定剂诱导原位生成大量CdS QDs,体系荧光信号增强。当目标农药杀扑磷存在时,AChE活性被抑制,无法有效催化水解ATCh生成TCh, CdS QDs生成量减少,致使检测体系的荧光信号降低。基于目标物加入前后检测体系荧光强度的变化,实现了杀扑磷的高灵敏检测,检出限为0.024 ng/mL(S/N=3)。利用本方法检测大米样品中杀扑磷的含量,加标回收率在96.7%~102.4%之间。本研究为食品中有机磷农药残留的灵敏与精准检测提供了新思路。
2022年03期 v.50 375-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 1116K] [引用频次:1 ] |[阅读次数:1 ] |[下载次数:191 ] |[网刊下载次数:0 ] - 崔亚楠;孙琪;任晓燕;逯乐慧;
粘结剂是锂离子电池硅基负极材料的重要组成部分,与锂离子电池的性能密切相关。本研究选取两类不同作用机制的典型粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)和海藻酸钠(ALG),通过原位与非原位结合的方式对不同作用机制的粘结剂对硅电极充放电过程电化学行为的影响进行了初步探讨。首先利用恒电流充放电测试、循环伏安法、交流阻抗法和扫描电子显微镜等方法对粘结剂的粘结效果进行表征和评估。结果表明,使用ALG作为粘结剂的硅电极可以稳定循环200圈,每圈循环容量衰减率仅为0.2%,并且电极表面平整,电化学阻抗小,与使用PVDF作为粘结剂的硅电极相比优势明显。为了深入分析造成差异性结果的原因,引入原位电化学石英晶体微天平技术(In-situ electrochemical quartz crystal microbalance, In-situ EQCM)实时、定量地记录首圈放电时硅基负极表面的质量和电流变化过程。结果表明,粘结剂ALG的羧基基团与硅表面羟基基团间的氢键相互作用增强了纳米硅颗粒对集流体的黏附作用,促进电极表面生成薄而致密的固体电解质界面(SEI)膜,并且减少了电极表面电解液的分解,从而显著提高了电化学性能。
2022年03期 v.50 384-391页 [查看摘要][在线阅读][下载 1159K] [引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] |[下载次数:442 ] |[网刊下载次数:0 ] - 王强明;蒋成;赵继华;方建;
通过化学沉淀法合成了钴-钴普鲁士蓝类似物(CoCo-PBA)纳米立方前驱体,掺杂Sn~(4+)后,将其在空气中高温热解,制备中空多孔SnCoO_x,然后通过超声将SnCoO_x固定在石墨毡(GF)上,制成复合电极(SnCoO_x/GF)。利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、 X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)以及电化学工作站对电极材料的结构和形貌进行了表征,并测试了其电化学性能。将SnCoO_x/GF复合电极用于检测药物分子氯氮平(CLZ),结果表明,复合电极对CLZ氧化表现出良好的电催化活性(催化速率常数k_(cat)=1.04×10~5 L/(mol·s)),线性检测范围为0.01~100μmol/L,灵敏度为6.02 (A·L)/mol,检出限(LOD,S/N=3)为0.7 nmol/L。SnCoO_x/GF复合电极具有良好的稳定性、较强的抗干扰性及实用性,为电化学检测CLZ提供了一种新方法。
2022年03期 v.50 392-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] [引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] |[下载次数:430 ] |[网刊下载次数:0 ] - 任林娇;彭政;孟晓龙;张培;秦自瑞;徐晓萍;徐鹏;姜利英;
构建了一种基于金纳米颗粒(Gold nanoparticles, AuNPs)的裂分型适配体荧光传感器,用于检测三磷酸腺苷(ATP)。将ATP核酸适配体序列分裂为P1和P2两个片段,在P1的5′端修饰荧光基团羧基荧光素(FAM), 3′端巯基化修饰的P2通过Au—S键以自组装的方式修饰在AuNPs表面。未加入ATP时,P1与P2不结合,此时P1远离AuNPs,荧光信号较强;加入ATP后,可形成P1-ATP-P2的三明治结构,P15′端的FAM荧光基团靠近AuNPs,发生荧光共振能量转移,导致荧光信号减弱。对AuNPs与P2的结合、浓度比例以及加入P1和ATP后的稳定时间等实验条件进行了优化。在最优的条件下,传感器的荧光强度与ATP浓度在0.03~3.33 nmol/L和3.33~15 nmol/L浓度范围内呈两段的线性关系,检出限为0.03 nmol/L。该传感器对ATP表现出良好的特异性。
2022年03期 v.50 405-414页 [查看摘要][在线阅读][下载 1802K] [引用频次:4 ] |[阅读次数:0 ] |[下载次数:717 ] |[网刊下载次数:0 ] - 陈聪聪;李家玉;黄玉豪;张磊;王云举;王宏宇;
以活性炭/石墨电容器为平台,通过电化学膨胀计(ECD)和原位X射线衍射(XRD)技术,对螺环季铵盐阳离子(SBP~+)电化学插嵌不同石墨负极过程中的膨胀现象进行了研究。ECD能准确监测石墨电极的宏观厚度变化,而原位XRD可以实时探测石墨电极微观晶体结构的变化。通过两者数据相互对照,发现微观尺度上因离子插嵌导致的石墨XRD数据非常接近(晶格膨胀程度为56%~59%),但在宏观上却展现出截然不同的膨胀现象,大颗粒片层状石墨电极表现出更大幅度的膨胀(12%),而小粒径的片层状石墨和球状石墨电极的膨胀幅度却很小(5%~6%)。通过扫描电子显微镜观测发现,造成此现象的原因与石墨形貌结构以及其在集流体上的排列密切相关。大颗粒片层状石墨结构和排列上的高度有序性导致电极膨胀相对更大,而小粒径片层石墨杂乱的排列以及天然球状石墨独特的结构会使膨胀向各个方向分散,造成整体膨胀幅度更小。
2022年03期 v.50 413-423页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K] [引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] |[下载次数:158 ] |[网刊下载次数:0 ] - 关鑫;武毅;徐冰;金正洋;梁重阳;
巨细胞病毒(Cytomegalovirus, CMV)对器官移植患者、产妇及新生儿等免疫功能失调人群的危害极大。目前,临床检测CMV的主要方法为荧光定量PCR法(Quantitative polymerase chain reaction, qPCR),但其检测成本高,仪器操作复杂,不适于现场快速检测。环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种超灵敏且简单快速的核酸检测技术,其扩增效率优于qPCR,但其引物间易产生二聚体,导致非特异性扩增,从而出现假阳性结果。本研究针对LAMP扩增产物中的DNA单链环状结构,设计了两段序列互补的探针,分别连接磁珠(Magnetic beads, MNs)和修饰有拉曼探针信号分子4-巯基苯甲酸(4-Mercaptobenzoic acid, 4-MBA)的银纳米粒子(Sliver nanoparticles, AgNPs),二者与环状结构结合,形成MNs-LAMP产物-AgNPs复合物。通过磁场富集此复合物,表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering, SERS)光谱监测结果表明,复合物的SERS信号更强。采用本方法检测了CMV标准核酸序列,检出限低至1000 copies/mL。本研究在扩增产物结构原理层面上解决了LAMP技术可能出现假阳性结果的问题,对研发新型快速核酸检测技术具有参考价值。
2022年03期 v.50 424-434页 [查看摘要][在线阅读][下载 1621K] [引用频次:1 ] |[阅读次数:1 ] |[下载次数:312 ] |[网刊下载次数:0 ] - 钟慧;曾庆丽;张天赐;双亚洲;李来生;
基于吡啶-2,3-二甲酸和6-氨基-β-环糊精的缩合反应,合成了桥联β-环糊精,将其键合到硅胶表面,制备了一种新型的吡啶二甲酰胺基桥联双β-环糊精手性固定相(PyCDP)。以黄烷酮类、三唑类、氨基酸类、β-受体阻滞剂类共38种手性药物和农药作探针,系统评价了此固定相的手性色谱性能,并采用自制的天然环糊精固定相(CDCSP)作为对比。结果表明,PyCDP可在反相和极性有机两种模式下拆分全部38种手性物质,其中2′-羟基黄烷酮、粉唑醇、苯丙氨酸和艾司洛尔对映体的分离度(R_s)分别为2.36、 1.98、 1.86和1.62,分析时间较短(<30 min)。反相色谱模式下,PyCDP可在15~30℃温度范围通过调节流动相中乙腈体积分数(20%~35%)实现三唑类农药的基线分离,并能将含两个手性中心的三唑醇和联苯三唑醇分别拆分为4个峰。在流动相pH 5.0~6.5范围内,PyCDP可基线拆分易电离的酸性、碱性和极性氨基酸对映体。此外,PyCDP也适用于极性有机模式,如较大位阻的卡维地洛也能被拆分(R_s=1.42),并首次实现了贝凡洛尔在环糊精类固定相上的拆分。而CDCSP只能拆分其中的20种手性物质,且分离度偏低。PyCDP结构中,桥联环糊精上邻近的两个空腔的协同包结作用和吡啶二甲酰胺桥基提供氢键、π-π作用有助于手性分离。研究结果表明,PyCDP是一种多功能的手性分离材料。
2022年03期 v.50 433-451页 [查看摘要][在线阅读][下载 1946K] [引用频次:2 ] |[阅读次数:10 ] |[下载次数:406 ] |[网刊下载次数:0 ] - 陈伟妮;袁子程;蔡深回;邹颖通;辛国斌;狄丹丹;宋昕;赵鹏;吴曼曼;胡斌;
人体呼气中含有大量与人类行为和健康状况有关的挥发性有机物(VOCs)。本研究采用口罩微萃取方法富集人体呼出VOCs,并联用3种气相色谱-质谱仪(GC-MS)对呼出VOCs进行分析鉴定与比对。优化了固相微萃取探针及富集采样时间;通过对比正常生理呼出VOCs和口罩的背景信号,探索了人体经过不同的食物摄入和口腔护理对呼出VOCs的影响,以及特征VOCs的可检测性和持续性;对比了常规、便携式和全二维GC-MS仪器对人体呼出VOCs的分析性能与特性。结果表明,口罩微萃取气相色谱-质谱方法可有效地检测口腔中大量的内源性和外源性挥发VOCs,并且具有采样安全简便、高效便捷、与不同仪器的适配性强等特点,为人体口腔健康与疾病诊断提供了新方法。
2022年03期 v.50 445-453页 [查看摘要][在线阅读][下载 1421K] [引用频次:4 ] |[阅读次数:7 ] |[下载次数:619 ] |[网刊下载次数:0 ] - 李慷旭;金静;李秋璠梓;钱佩雯;殷果;张金专;
基质干扰一直是火灾现场助燃剂物证鉴定领域研究的重点和难点。本研究基于前期对分子结构中含有“烷基苯”的典型基质丁苯橡胶的研究结果,考察了干扰性与分子结构的相关性,为进一步探究基质材料干扰助燃剂检验鉴定的官能团结构,选择4种二烯类橡胶垫(丁苯橡胶垫、天然橡胶垫、丁基橡胶垫和三元乙丙橡胶垫)为研究对象,以确定含二烯类结构的橡胶制品对汽油鉴定的干扰性。采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对汽油、橡胶垫和橡胶垫加载汽油后的燃烧残留物进行成分分析。结果表明,所有二烯类橡胶垫样品燃烧残留物中几乎均能检出国家标准中用于认定汽油燃烧残留物的所有目标化合物,包括烷基苯、茚满、稠环芳烃及多环芳烃,对汽油鉴定造成显著干扰,过度依赖定性的组分分析容易得出“假阳性”的错误结论;5 g橡胶垫加载0.5 mL汽油混合燃烧的残留物与汽油特征组分种类基本相同,但是C2苯与C3苯的相对含量不同,同时C2苯中3个典型组分的相对含量也与汽油不同。本研究结果再次验证了火场基质对易燃液体残留物(ILRs)检验鉴定的干扰程度与其化学成分存在关联性,可为理解火场助燃剂物证检验鉴定基质干扰机理提供新思路,为预测基质干扰性及干扰程度提供参考。
2022年03期 v.50 454-468页 [查看摘要][在线阅读][下载 1815K] [引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ] |[下载次数:251 ] |[网刊下载次数:0 ] - 孙凤;许惠攀;王若苏;同杨阳;康宁武;艾健;
随着文物保护理念的提升,越来越提倡文物样品的无损或微损分析;同时由于文物样品的复杂性,对分析技术提出了更加严苛的要求。彩绘类文物的颜料分析研究,对其文物信息的提取,以及古代人类历史、社会、文化的研究和阐述具有重要作用。结合本研究组前期的研究成果,本研究提出了一种在极少量采样的情况下,分析研究文物颜料的方法,并用于榆林卧虎湾墓出土的一件彩绘陶钫和一件彩绘陶甑表面的彩色颜料的分析鉴定。采用超景深三维视频显微系统(OM)、扫描电子显微镜能谱(SEM-EDS)、微区X射线衍射(μ-XRD)和显微激光拉曼(MLRM)等多种技术进行分析研究。结果表明:白色颜料是骨白(Ca_(10)[PO_4]_6[OH]_2),红色颜料是朱砂(HgS),绿色颜料为孔雀石(Cu_2[OH]_2CO_3)与石膏(CaSO_4)混合而成,紫色颜料是中国紫(BaCuSi_2O_6)。本方法用于极少量实际文物的分析并取得了可靠的分析结果,可为分析类似文物样品提供借鉴,也可指导采样工作者采集所需的最小量样品,更大程度地避免文物的“保护性破坏”。
2022年03期 v.50 465-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 993K] [引用频次:6 ] |[阅读次数:1 ] |[下载次数:1224 ] |[网刊下载次数:0 ] - 周书威;傅红;薛晓康;柯秋璇;常巧英;杨方;
基于晶体生长法制备了一种均匀稳定的四氧化三铁负载石墨化碳黑磁性纳米材料(GCB/Fe_3O_4),通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、 X射线衍射仪和振动磁强计对GCB/Fe_3O_4的表面形貌、晶体结构、磁学性能进行了分析,并以儿茶素、姜黄素、槲皮素、叶绿素铜钠和β-胡萝卜素为对象,研究了GCB/Fe_3O_4对色素、多酚等干扰物质的吸附性能。结果显示,所制备的磁性纳米材料GCB/Fe_3O_4保留了GCB原有的吸附特性并具备磁性,对儿茶素、姜黄素、槲皮素、叶绿素铜钠和β-胡萝卜素的饱和吸附量分别为7.87、 9.19、 5.65、 3.35和6.13 mg/g,较GCB的饱和吸附量分别提高了187.2%、 28.9%、 55.2%、 52.3%和4.6%。以GCB/Fe_3O_4为磁性吸附剂,用于茶叶中405种农药残留检测的净化,相比现行的固相萃取法或QuEChERs法,操作更简便快速,净化时间至少可节约15%;茶叶中393种农药残留的回收率为60%~120%,相对标准偏差为2.6%~14.6%。实验结果表明,GCB/Fe_3O_4具备良好的吸附性能,且稳定性好,可用于茶叶中多种农药残留检测的样品前处理过程。
2022年03期 v.50 472-481页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K] [引用频次:3 ] |[阅读次数:3 ] |[下载次数:286 ] |[网刊下载次数:0 ] - 韦芸;夏静静;徐惟馨;陈玥瑶;毛欣然;熊艳梅;闵顺耕;
建立了利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)结合偏最小二乘法(PLS)对苏云金杆菌制剂中违禁添加的溴虫腈含量进行快速测定的方法。在3种不同来源的苏云金杆菌制剂中加入不同质量的97.00%(m/m)溴虫腈原药,配制成溴虫腈浓度为0.00%~5.00%的153个混合样品。选择3种预处理方法:Savitzky-Golay卷积平滑法(S-G)、标准正态变换法(SNV)和多元散射校正法(MSC)以及5种变量选择算法:区间偏最小二乘法(iPLS)、移动窗口偏最小二乘法(MWPLS)、无信息变量消除法(UVE)、竞争性自适应重加权采样(CARS)、自助软收缩法(BOSS),考察了不同预处理方法及变量选择方法对模型结果的影响。其中,MSC预处理结合BOSS算法获得最优的模型效果:交叉验证均方根误差(RMSECV)为0.0017,交叉验证集决定系数(R■)为0.9859,预测均方根误差(RMSEP)为0.0016,预测集决定系数(R■)为0.9868。对于溴虫腈含量范围在0.50%~5.00%的样品,外部检验样品预测平均相对误差为0.0540;并且BOSS算法选取的变量主要集中在溴虫腈特征峰的吸收区域。本方法不仅具有优异的模型效果,而且具有很好的化学可解释能力,可用于苏云金杆菌制剂中违禁添加溴虫腈的快速检测。
2022年03期 v.50 482-490页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K] [引用频次:4 ] |[阅读次数:3 ] |[下载次数:242 ] |[网刊下载次数:0 ]