酒精混合液的超低频拉曼光谱研究

酒精中低浓度甲醇和乙醇的精准检测是十分重要的。低频拉曼散射是研究液相分子间相互作用最有效的方法之一。本文采用新型超低频拉曼光谱,对不同浓度的乙醇以及乙醇-甲醇混合液进行研究。实验发现,不同浓度下乙醇溶液在78 cm^(-1)和170 cm^(-1)存在两个特征峰,不同浓度下乙醇-甲醇混合液在85 cm^(-1)和178 cm^(-1)存在两个特征峰。其中,78 cm^(-1)特征峰是由于OH-O伸缩振动引起的,178 cm^(-1)特征峰是由于OH-O面内弯曲振动引起的,85 cm^(-1)和170 cm^(-1)两个峰是由C-OH的伸缩振动引起的。同时,我们发现了以上超低频特征峰频率与乙醇以及乙醇-甲醇混合液浓度的依赖关系,能够为较低浓度的乙醇和甲醇溶液精确指认提供可借鉴的实验思路和依据。

基于超低频拉曼光谱的有机磷农药的研究

有机磷农药的P=O、P=S基团具有极高拉曼活性,故利用拉曼光谱检测有机磷农药残留是一种十分高效且无损的手段。然而,当前常用的表面增强拉曼光谱因缺乏标准化基底和预处理技术,使其难以应用于高精度定量农药残留检测。新型超低频拉曼光谱能够有效探测对浓度更为敏感的低频拉曼峰(0~500 cm^(-1))。因此,本文研究了两种具有代表性的有机磷类农药毒死蜱和敌百虫在不同浓度下的低频拉曼峰频率与强度变化,并对每一低频振动模进行精准指认。此外,我们通过建立两类农药浓度与振动频率和强度的依赖关系,可实现对浓度的指认。超低频拉曼技术在毒死蜱和敌百虫检测中可测得的最低限分别为0.012 mg/kg和0.25 mg/kg,能够基本满足国标要求,为食品农药检测提供了一种初步的、新的实验思路。

表面等离子体共振的二维相移探测

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)在生物传感中有极大的应用价值,基于棱镜结构的共振角的相位传感比反射率传感具有更高的灵敏度。多通道实时相移探测是SPR生物传感的研究热点和难点。本文提出了一种基于Kretschmann棱镜结构的衰减全反射(attenuated total reflection,ATR)单光路的SPR相位检测系统。通过液晶可变延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR)调控可激发表面等离子体激元(surface plasmon plaritons,SPPs)的P-偏振光和作为参考光的S-偏振光的相位差,实现单光路干涉。通过可寻址的微镜阵列(micro-mirror array,MMA)实现棱镜二维表面的定点相位探测。该系统能够以接近单个MMA像素的空间分辨率(水平/垂直为7.64μm或对角线为10.8μm)探测相移信息,从而实现单光路、高精度、多通道的二维等离子共振相移探测,为原位生物传感器和突破衍射极限的相位成像提供新的实验思路。