基于Raman的复方柳安咖注射液主要成分分析

本文应用拉曼光谱技术对复方柳安咖注射液的主要成分及含量进行了分析。首先测试分析了62个复方柳安咖注射液样品的拉曼光谱,结果表明62个注射液样品的拉曼光谱主要由水杨酸钠、安替比林和咖啡因的水溶液拉曼谱带组成;进一步利用密度泛函理论(DFT)计算了其主要成分的理论拉曼光谱和红外光谱,与实验测定的固体粉末光谱和溶液光谱进行比较分析,进而对复方柳安咖注射液拉曼光谱谱峰的振动模式进行了归属;最后利用水杨酸钠和安替比林浓度梯度溶液拉曼光谱特征峰的峰高和峰面积,分别建立定量分析模型,对62个复方柳安咖注射液样品中主要成分水杨酸钠和安替比林的含量进行预测,并与液相色谱法测试值进行了对比,结果显示预测值与液相色谱法测试值相近,得到了较好的主要成分含量预测结果。研究结果可为复方柳安咖注射液药剂的生产、药品质量的监控、药品光谱分析研究等方面提供参考。

微球透镜阵列并行制造表面增强拉曼衬底及其光谱增强研究

SERS作为一种高灵敏物质指纹谱分析技术,在生物传感、化学分析等领域具有广泛的应用。具有规整纳米结构的SERS衬底是保证拉曼光谱痕量检测可靠性和稳定性的前提,实现高精度、大尺度和高效率的微纳结构制造是SERS衬底目前亟需突破的技术瓶颈。本工作提出了介质微球透镜—金纳米孔(ML/AuNHs)阵列复合SERS衬底新结构与制造新方法。首先,利用介质微球透镜光子纳米射流,在沉积于微球底部的金膜上制备纳米孔结构,形成ML/AuNHs复合结构。系统研究了532 nm纳秒脉冲激光能量、微球透镜直径、金膜厚度等工艺参数对金纳米孔的成形规律,通过优化加工工艺,实现了微球透镜阵列底部直径215 nm金纳米孔的超分辨并行加工。之后,理论分析了微球透镜的SERS“热点”自对准聚焦、光学回音壁共振模式以及定向天线等光场调控过程,揭示了ML/AuNHs复合衬底的拉曼增强机制。最后,展示了ML/AuNHs复合衬底检出灵敏度10-10 M(硝基苯硫酚,4-NBT)的SERS检测能力,较单独使用金属纳米孔降低2个数量级。本工作提供了一种简易高效且具有高灵敏度的SERS衬底结构及其制备方法,拓宽了SERS的实际应用潜力。

金属有机框架/纳米酶复合SERS基底在生物医学分析领域的应用与展望

表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)技术是基于分子振动指纹信息的分析方法,灵敏度高,选择好,可无损现场检测,加之水体系干扰小,在生物样本分析和医学早期诊断等领域有潜在的应用前景。纳米酶是人工模拟酶,与天然酶相比,易于批量制备、种类多样和环境稳定的优点。金属有机框架化合物(Metal-organic framework,MOF)便于设计和合成,具有介孔晶体结构,比表面积大,可固载其它纳米材料,提高稳定性。本综述关注纳米酶、MOF与SERS基底复合提高分析性能和稳定性,重点介绍了基于MOF/纳米酶/SERS技术平台在生物医药分析领域的应用现状与展望。

一款小角X射线散射遥控自动换样装置

北京同步辐射装置(BSRF)小角X射线散射(SAXS)实验中,非原位样品的测量通常占据较大比重。使用传统承载单个样品的样品架,实验效率低。本工作设计了一款用于同步辐射SAXS实验的自动换样装置,它一次可承载10个样品,使用无线遥控器在实验棚屋外即可遥控样品的移动、对光和曝光,提高了实验效率。本文简要介绍该装置的基本结构、功能及应用。

基于近红外光谱的衣物材质与含量检测研究

本文利用近红外光谱(Near infrared spectrum,NIR)技术,建立了一种衣物材质和含量检测模型。选择8种衣物样品与棉-涤混纺织物作为测试对象,通过对数据进行预处理、特征提取、分类识别和回归分析等步骤,建立了衣物材质和含量的检测模型。实验结果表明,最小二乘向量机所建立的定性判别模型准确性较高,运算时间更短。经二阶导数平滑与预处理后的棉-涤混合面料近红外光谱数据结合偏最小二乘法算法建立的定量分析模型有较好的精准度与稳定性,预测均方根误差达到了0.0019,满足了近红外快速检测的准确度要求。本文所建立的近红外检测方法具有环保、耗时短、成本低等优点,在衣物制造、质保和质检等领域都有一定应用价值。本研究为衣物材质和含量的检测提供了一种新的方法和思路,具有一定的理论和实际应用价值。

基于可见/近红外光谱对葡萄可溶性固形物无损检测研究

葡萄中可溶性固形物是评价葡萄成熟度的重要指标,本文探究了基于可见/近红外光谱技术对多个品种葡萄(红提、巨峰、辽峰)可溶性固形物(Soluble Solid Content,SSC)含量进行定量分析。分别采集了三个葡萄品种在550~960 nm波长范围内的透射光谱数据,采用Savitzky-Golay卷积平滑(S-G)、标准正态变换(Standard Normal Variate,SNV)、小波变换(WT)、一阶求导+S-G卷积平滑组合(1stDer+S-G)预处理方法,对比分析出最适合各个品种的预处理方法;然后在最佳的预处理方法下采用连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权(CARS)对光谱进行特征波长选择;结合化学计量学方法分别建立多品种与单一品种的偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络SSC含量无损预测模型。结果表明,基于BP-SPA建立的SSC含量模型最优,多个品种通用SSC含量预测模型的预测集相关系数(Rp 2)为0.85,表明基于可见/近红外光谱技术对多个葡萄品种SSC含量无损检测是可行的。

基于拉曼光谱技术对不同厂家及批次外用溃疡散的分类鉴别研究

为了快速检测不同厂家及批次外用溃疡散,以拉曼光谱技术结合主成分分析(PCA)-支持向量机(SVM)分类模型对不同厂家及批次外用溃疡散进行了分类鉴别。结果显示,虽然拉曼光谱的差异十分微小,几乎无法用肉眼直接进行分类鉴别,但是通过PCA-SVM分类模型能够对不同厂家及批次外用溃疡散进行准确的分类鉴别,且准确率均为100%。该方法且具有快速、准确、无损、简便等优点,对不同厂家及批次外用溃疡散的分类鉴别和质量监控具有潜在的应用价值。

雪花状Fe_(2)O_(3)-AgNPs SERS基底在大豆基天然酯绝缘油-糠醛检测中的应用

本文通过一步水热合成了雪花状三氧化二铁(α-Fe_(2)O_(3))纳米材料,并通过化学还原法在其表面原位生长银纳米颗粒(AgNPs),并将其作为表面增强拉曼散射基底用于检测大豆基天然酯油中的糠醛浓度。根据扫面电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),电化学工作站以及拉曼光谱仪(Raman)分别进行表征。结果表明,以RhB作为探针分子,最低检测限为10-11 mol/L(M),而且相较于单一AgNPs基底,α-Fe_(2)O_(3)-AgNPs的SERS性能更优异。将α-Fe_(2)O_(3)-AgNPs基底进行功能化处理,使其表面修饰4-ATP分子,并用于检测大豆基天然酯绝缘油中的糠醛,最低检测限能达到0.05 mg/L。检测结果完全满足电力行业绝缘油的老化标准(重度老化,4mg/L;中度老化,0.5 mg/L;轻度老化,0.1 mg/L)。

表面增强拉曼光谱技术结合机器学习方法在生物医学领域应用的最新进展

近年来,运用表面增强拉曼光谱(SERS)技术对生物样本检测的研究发展十分火热,尤其是结合机器学习方法的SERS技术在临床样本诊断方面的运用日趋成熟。机器学习方法是基于无监督和有监督的算法,可以解决复杂的样本和大量、高维的数据信息,在生物分析领域受到高度关注。本文介绍了SERS技术结合机器学习方法的相关应用,尤其是在生物医学领域。SERS既可以使用免标记的策略检测生物样本的指纹信息,又可以使用标记方法跟踪蛋白质等生物标志物实现间接检测。本文总结了SERS技术结合机器学习方法用于血液、尿液、组织等临床样本进行疾病诊断的最新进展。此外,本文还汇总了细胞样本及其他复杂样本SERS分析中机器学习方法运用的实例。该文综述了这一领域的最新进展,为从事SERS生物分析领域的研究人员提供可借鉴的方案。

量子材料中基于空间自相位调制的激光诱导电子相干性

空间自相位调制是一种三阶非线性光学效应,又称光学克尔效应。空间自相位调制的物理机制为激光诱导的非局域电子相干性,是一种集体激发行为,非线性光学响应,演生现象。物质中电子在光场的驱动下以光学频率运动,获得由外场决定的相位,分离区域之间保持固定的由光场决定的相位差,从而演生出非局域电子相干性,其衍射光的平行光分量在远场形成一系列同心嵌套的圆锥形发射,在远场屏上形成干涉环,此即空间自相位调制。基于激光诱导在量子材料中产生电子相干性,可以实现全光开关,具有“以弱光控制强光”的特性,功能类似于光子学中的“三极管”。本文简要综述空间自相位调制的物理机理研究及其在全光开关领域的应用前景,重点梳理空间自相位调制在新阶段的发展以及微观物理机制。

MAPbBr_(3)@ZIF-67的制备及光电性能研究

有机-无机杂化钙钛矿是一种重要的光电材料,广泛应用于光伏器件中,将其限域在MOFs中可以显著提高其稳定性,但是对其光电探测器性能的影响还不清楚。本文使用典型的MOFs材料ZIF-67对典型的钙钛矿材料MAPbBr_(3) 进行限域,制备了MAPbBr_(3) @ZIF-67复合材料,并且通过调节加入ZIF-67量,形成不同浓度的MAPbBr_(3) @ZIF-67复合钙钛矿。研究发现,加入ZIF-67,不会影响MAPbBr_(3) 的晶格结构和吸收边位置,但能够提高其结晶性。此外,由于ZIF-67在波长大于550 nm范围仍有明显的吸收,复合材料也在该波长范围展示出了显著的吸收特性。在应用到光电探测器后,器件的开关比提高了一个数量级。该研究为进一步提升器件的响应性能提供了新思路。

三乙胺火焰特征光谱分析

采用ICCD探测系统和化学激波管,在压力为1.5 atm,温度为1 500 K条件下,测得了三乙胺燃烧时从紫外到近红外的瞬态发射光谱。结果表明:燃烧过程在此波段内的主要发射光谱带归属于反应中间产物NO、OH、NH、CN、和CH自由基,确定小自由基NO、OH、NH、CN、和CH是三乙胺燃烧过程中重要的反应中产物,CN自由基光谱明显比CH自由基光谱强;确定了NO、OH、NH、CN、和CH自由基特征光谱对应的电子能级跃迁;结合燃烧动力学理论从化学反应角度分析了小自由基NO、OH、NH、CN、和CH产生机制。结果为了解三乙胺燃烧反应微观过程和验证其燃烧反应机理提供了实验依据。

构筑AuNRs/MoS_(2)/Silica gel薄层色谱板结合SERS技术对复杂水体中苯并芘的点阵列式检测

苯并芘(Bap)是环境中典型的有机污染物,通过生物循环途径在人体内富集,会对机体造成慢性损伤。为了快速痕量分析复杂环境中的苯并芘,本工作将薄层色谱板(TLC)与表面增强拉曼散射(SERS)技术相结合,构建了一种新型AuNRs/MoS_(2)/Silica gel薄层色谱板,并将其应用于Bap的痕量检测。该方法具有灵敏度高、操作简便等优点,可以完成对毒物的现场快速分析检测,有效克服了目前苯并芘检测方法中检出限高、仪器设备昂贵等问题,具有一定的实际意义。

基于二维过渡金属硫化物的催化传感的研究进展

二维过渡金属硫化物是一种新兴材料,具备多种独特的性能,如最大静电效率、优越的机械强度、可调谐的电子结构、优秀的光学透明度和传感器灵敏度,被认为是潜在的、无处不在的电子、能源和传感器设备。本文综述了二维过渡金属硫化物在电化学传感器、光化学传感器、生物传感器领域的应用及研究进展,阐述了通过设计和调控金属硫化物能带位置和进行原子掺杂等,优化其催化活性,使其具有更优异的灵敏度,从而扩展其应用领域。同时讨论了表面增强拉曼(SERS)技术与现在热门的纳米酶催化技术联用的发展现状及优势。最后,展望了二维过渡金属硫化物在传感器技术面临的挑战和发展前景。

《光散射学报》征稿简则

《光散射学报》是中国物理学会光散射专业委员会、四川省物理学会联合主办,四川大学承办的专业性学术刊物,宗旨是交流光散射(拉曼散射、布里渊散射、瑞利散射)、光谱学、光物理、光化学、光生物等学科方向在理论、实验、实验技术和仪器研发方面的研究成果,以及它们在物理、化学、材料科学、生物学、地矿学、石油化工、医药学等方面的应用成果,为相关科学发展和技术进步提供讨论、交流场所。

《光散射学报》征稿简则

《光散射学报》是中国物理学会光散射专业委员会、四川省物理学会联合主办,四川大学承办的专业性学术刊物,宗旨是交流光散射(拉曼散射、布里渊散射、瑞利散射)、光谱学、光物理、光化学、光生物等学科方向在理论、实验、实验技术和仪器研发方面的研究成果,以及它们在物理、化学、材料科学、生物学、地矿学、石油化工、医药学等方面的应用成果,为相关科学发展和技术进步提供讨论、交流场所。

馆藏雍正粉彩瓶的原位无损科学研究

粉彩是景德镇四大名瓷之一,其粉润柔和、颜色丰富的特点与使用的原料性质密不可分,对粉彩瓷器进行科学检测,可以为研究粉彩瓷器的传承与发展提供重要依据。使用三维视频显微镜、X射线荧光扫描成像仪(MA-XRF)和拉曼光谱仪对馆藏雍正粉彩瓶进行原位无损检测,发现粉彩瓶中紫红彩的着色剂为金红,红彩的着色剂为矾红,绿彩着色剂为铜的化合物,黄彩着色剂为铅锡黄Ⅱ型,黄绿彩为绿彩和黄彩调和而成,黑彩着色剂为锰的氧化物。显微镜和MA-XRF两种面检测技术的联合使用,可以得到颜料层的上下关系、粉彩的绘画技法、颜料特征元素及分布位置等信息。三种原位无损检测仪器的应用,可以为馆藏完整瓷器着色剂成分、绘画技法、制作工艺等信息的科学研究提供借鉴。

智化寺石质文物表面黑色污染物的谱学分析

智化寺是典型的明代早期寺院,主体建筑保存状态良好,其建筑群既具有宋元风格,又历经明清、民国时期,具有极高的研究价值。寺内现存三件石刻文物表面具有明显的黑色污染,为了更有针对性的保护,需要对未知的黑色污染物进行科学分析研究。本研究采用便携式X射线荧光光谱(pXRF)、拉曼光谱(Raman Spectroscopy)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热裂解气相色谱质谱(Py-GCMS),系统分析了污染物成分。结果表明藏殿须弥座北侧侧面和台面处污染物以干性植物油为主,并具有少量蛋白质残留、无定形碳等,如来殿前的赑屃背上的黑色污染物含有多糖、油脂、无定形碳、纤维素、蛋白质和石英等物质残留。分析结果为准确判断智化寺石刻文物上的黑色污染物提供了科学依据,对相关石质文物的合理有效保护具有重要意义。

氨基磺酸型两性离子化合物热力学性质研究

选取了四种氨基磺酸型两性离子化合物:氨基磺酸(SA)、氨基甲磺酸(AMA)、牛磺酸(TAU)和3-氨基-1-丙磺酸(APA),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究了四种物质的两性离子结构。红外光谱中NH3+伸缩振动峰和SO3-的伸缩振动峰表明四种物质以两性离子化合物的形式存在。通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)研究了相变温度和热稳定性。结果表明四种两性离子化合物都是熔融的同时伴随着分解,并且TAU的热稳定性最好。

绿色颜料光谱相似度分析与识别区分研究

绿色颜料常被用于丛林伪装中,本文通过2种光谱相似度评价方法比较了铬绿、碱性品绿、茜素绿、铁绿、蓝色(钴蓝、群青、磺化酞菁钴、酞菁蓝、铁蓝)与黄色颜料(铋黄、铁黄)混合物等10种常用的绿色系颜料与植物叶片的相似度。其中铬绿颜料与植物叶片的相似度最高,分波段相似度均较好。通过光谱一阶微分法对颜料种类进行区分,与植物相似度高的铬绿颜料可通过光谱识别指数方法加以识别。光谱识别指数方法可以快速地提取目标信息,大大提高识别的速度。