激光诱导荧光检测技术在小型底栖生物分离系统中应用的研究

介绍了激光诱导荧光检测技术在小型底栖生物分离系统的应用。设计小型底栖生物标本荧光检测方案,通过荧光染料虎红(rosebengal)光谱实验和激光诱导荧光检测系统光电信号模型分析,建立实验系统。由数据分析得到小型底栖生物荧光特性,为利用荧光检测技术分离沉积样品提供科学的数据支持。

激光诱导荧光技术与地下水重金属原位检测应用进展

对地下水重金属污染进行现场检测,是快速识别重金属种类和评价污染程度的重要手段。激光诱导荧光技术(LIF)利用特定荧光探针,在目标重金属存在下,通过激光诱导荧光探针产生/猝灭荧光,从而完成对重金属的识别和检测,具有快速甄别地下水重金属污染特性和无损获取其价态的优势。本文在简述LIF检测重金属原理和LIF原位检测地下水重金属装备基础上,重点从荧光探针合成及其在重金属传感检测方法的构建上总结了基于不同荧光探针的LIF现场检测重金属的研究进展。目前可用于重金属检测的荧光探针包括以小分子探针、有机大分子和聚集诱导发光为主的有机荧光探针和以金纳米簇、量子点和金属有机框架材料为代表的纳米荧光探针。这些探针的合成及其对应的传感检测方法的构建表明LIF技术在地下水重金属检测中具有巨大优势。而针对地下水重金属检测的LIF设备研发方面的成果虽不如荧光传感检测方法丰富,但已研制出部分重金属的传感器和检测装备,表现出良好的应用前景。未来研究将会聚焦在地下水重金属主控因子识别和抗干扰技术研发、荧光探针合成与LIF检测方法构建、重金属传感部件和检测装备集成研制,以及检测技术标准化,为后续场地地下水典型重金属LIF检测技术的研究提供参考。

激光诱导荧光检测鸡蛋抗生素残留的方法研究

禽蛋产业中抗生素残留超标问题作为重要的食品安全问题之一,近些年来受到了广泛关注。目前对畜禽产品抗生素残留的检测方法主要采用微生物检测法、免疫分析法、高效液相色谱法等方法,但这些方法对于现场样品的快速检测还存在一定的不足。应用具有高灵敏度、高分辨率、速度快等特点的激光诱导荧光分析技术,开展鸡蛋中抗生素残留快速检测方法研究。样品以蛋清为溶剂,抗生素种类选用鸡蛋中可能残存的抗生素,包括环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、土霉素和庆大霉素,通过加入抗生素试剂模拟鸡蛋中抗生素的残留,测定了不同浓度下的抗生素荧光光谱。采用欧氏距离及概率密度的方法进行定性分析,定性分析的准确率在三倍标准差范围内达到了100%。在对已有的几种不同浓度样品进行检测分析后,建立了每种抗生素对应的c-S拟合曲线。结果表明,在有效检测范围内(环丙沙星:0.0001~1 mg·mL^(-1),诺氟沙星:0.0002~1 mg·mL^(-1),氧氟沙星:0.00005~1 mg·mL^(-1),土霉素:0.0001~0.2 mg·mL^(-1),庆大霉素:0.01~1 mg·mL^(-1)),可以根据荧光峰的净峰面积比较准确地计算抗生素含量。最后,计算了抗生素定量曲线的准确度和检出限,说明了该方法可以应用到鸡蛋中抗生素的残留量检测,但目前还存在检出限较高的问题,需要更进一步研究来降低检出限。

基于激光诱导荧光高光谱技术无损检测脐橙表面敌敌畏残留

常规化学方法检测农药残留不仅对样品具有破坏性,而且费时费力。本文以激光诱导荧光结合高光谱图像技术为手段,对脐橙表面的敌敌畏农药残留进行光谱无损检测;实验方法是在脐橙表面,喷施用自来水配制的不同浓度的敌敌畏农药溶液,在实验室条件下风干后,采集激光诱导荧光高光谱图像,再用气相色谱法检测脐橙表面的农药残留量,应用偏最小二乘（Partial least squares,PLS）方法建立农药残留的预测模型,并找出最佳光谱区间,然后应用支持向量机（Support vectormachine,SVM）方法在最佳光谱区间的基础上建立农药残留的预测模型;所建模型结果其预测集样品的农药残留量实测值（0.4862~10.3791mg/kg）和预测值之间的相关系数为0.8101;实验结果说明,以激光诱导荧光结合高光谱技术为手段的无损检测技术,在检测脐橙农药残留方面是有可行性的。

激光诱导等离子体光谱元素成像技术研究进展及其在核材料检测领域的应用

激光诱导等离子体光谱(LIPS)元素成像技术以其具备测量不受辐射本底影响、测量速度快、样品制备相对简单、可远程分析放射性样品等优势在核材料检测领域展现出巨大的潜力。对激光诱导等离子体光谱元素成像技术的成像系统和数据处理两个方面进行综述,并对其研究进展和在核材料检测领域的应用进行综合分析,总结LIPS元素成像技术的优势与面临的挑战,对LIPS元素成像技术在核材料检测领域的发展趋势进行了展望。

基于激光诱导荧光技术的蒽检测系统

介绍了一种用Nd:YAG的三倍频(波长355nm)作为激发光,CCD作为探测单元,加上其他光学元件构成的激光诱导荧光检测系统,并测量了蒽的乙醇溶液的荧光光谱。分析了荧光强度与蒽溶液浓度的关系。实验结果表明,蒽溶液浓度在0.003～0.700mg/L范围内与荧光强度有良好的线性关系,相关系数为0.9987,检出限为1.3ng/mL,蒽的回收率在98%～106%范围内。系统适合用于蒽的激光诱导荧光检测。

基于激光诱导荧光成像技术的截面含气率检测研究

截面含气率作为气液两相流动过程中的基本参数之一,对石油管道的开采、输运,核反应堆冷却塔的设计等过程具有重要意义。本文提出了基于激光诱导成像技术和高速摄录系统的截面含气率直接检测方法,有效的避免管道曲率和介质折射率导致的光学畸变。在河北大学多相流循环装置进行实验,测量了18个流量点,液相流量测量范围10~35 L/min,气相流量测量范围2.0~3.0 L/min。运用计量比对的思想,对两种检测技术获得的截面含气率值求取偏差并进行修正,最大偏差仅为0.01459。结果表明两种方法得到的截面含气率值具有较好的一致性,证明本文提出的荧光成像技术对气液两相分层流截面含气率的检测是有效的。

多材料3D打印技术制作用于毛细管电泳的非接触电导/激光诱导荧光二合一检测池

利用多材料3D打印技术研制了用于毛细管电泳(CE)的二合一检测池,实现了电容耦合非接触电导(C^(4)D)与共聚焦激光诱导荧光(LIF)两种检测方法在毛细管柱上同一位置同时检测。3D打印的检测池采用了导电的复合聚乳酸(PLA)材料制作C^(4)D的屏蔽层,采用普通的绝缘PLA材料支撑C^(4)D金属管电极并隔离屏蔽层。两根金属管电极通过“打印-暂停-打印”的方式嵌入到检测池中,两电极被2 mm厚的导电屏蔽层隔开,在屏蔽层中有一直径为1 mm的圆形通孔用于LIF检测。该检测池与带流通式进样接口的自组装CE系统联用,用于同时检测无机离子和异硫氰酸荧光素(FITC)标记的氨基酸。研究优化了C 4D激励信号频率与电泳缓冲液浓度,选用的电泳缓冲溶液为10 mmol/L 3-吗啉丙烷-1-磺酸(MOPS)与10 mmol/L二(2-羟乙基)亚氨基三(羟甲基)甲烷(Bis-Tris)的混合溶液,选用C^(4)D激励频率为77 kHz。二合一检测池应用于内径为25μm的毛细管时,C^(4)D对Na^(+)、K^(+)和Li^(+)的检出限分别为2.2、2.0和2.6μmol/L;LIF对荧光素和FITC的检出限分别为7.6和1.7 nmol/L。两种检测方法的相对标准偏差在0.3%至4.5%之间(n=3),工作曲线的相关系数r^(2)≥0.9904。采用3D打印技术可以在实验室内实现复杂结构的制作,降低了制作的成本,且便于方法的推广和改进。

葵花籽油过氧化值激光诱导荧光快速检测技术研究

葵花籽油极易被氧化产生多种自由基、有毒聚合物等,因此葵花籽油产销链中过氧化值现场实时检测技术及装置研发具有重要意义。以设计便携式检测装置为目的,搭建了基于激光诱导荧光光谱的食用油过氧化值快速检测系统,建立了葵花籽油过氧化值定量预测模型,并进行了外部实验验证。结果表明,基于自行搭建的检测系统采集的80个不同过氧化值葵花籽油原始光谱,经SG平滑加MSC预处理结合CARS算法筛选荧光特征波长后建立的过氧化值PLS定量预测模型效果最佳,R^(2)_(c)和R^(2)_(p)分别为0.9995和0.9972,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为0.0088g/(100g)和0.0227g/(100g)。同时选取10个未参与建模的葵花籽油样品对模型进行外部验证,预测值与理化测定值的R^(2)为0.9681,均方根误差为0.0411g/(100g),在低于国标限0.25g/(100g)的残差绝对值均在0.08g/(100g)以下。结果表明,自行设计的激光诱导荧光检测系统可以较高的精度实现对葵花籽油过氧化值的快速检测,为后续便携式整机设计和食用油氧化预警系统构建提供技术支持。

检测角度对激光诱导荧光光谱技术检测花生油AFB_(1)污染的影响研究

近年来,近红外光谱、高光谱等快速无损检测技术,被广泛应用于农产品中黄曲霉毒素B_(1)(Aflatoxin B_(1),AFB_(1))的检测。但这些方法主要是根据黄曲霉改变样品本身的结构结合化学计量学方法间接检测样品中AFB_(1),无特异性。因此,本研究拟利用自主研发的激光诱导荧光(laser induce fluorescence,LIF)技术获取污染AFB_(1)花生油的荧光光谱,建立精确无损检测花生油中AFB_(1)的定性、定量方法。首先,人工制备7种不同AFB_(1)污染水平的花生油样品,同时设置对照组。其次利用研发的LIF系统从不同角度检测样品的荧光光谱信号。最后,对获取的光谱进行分析。结果显示,三个检测角度的荧光强度在400~800 nm内均随着AFB_(1)污染水平的增加而增加,定性和定量的结果均是当检测荧光角度为90°时表现最优。表明当检测角度为90度时,LIF技术可以作为一种快速、精确的方法来判定花生油中AFB_(1)污染水平。

激光诱导荧光技术在农药残留物探测中的应用

介绍了一种由3倍频Nd∶YAG激光器、光谱仪、ICCD以及计算机构成的激光荧光光谱检测系统及其测量原理和方法,实际测量了5种农药的荧光谱,该系统具有简便、快捷、准确、灵敏度高等优点,适合用于未来的农药残留物检测。

利用平面激光诱导荧光技术测量燃烧场内NO的浓度分布

介绍了平面激光诱导荧光的原理及实验装置,利用可调谐OPO激光器,在甲烷 空气火焰及一些高能燃剂燃烧火焰中测得了NO分子在不同压力、不同燃烧时刻的系列荧光谱线及二维浓度分布,并给出实验结果分析。

250 nm激光诱导土壤中多环芳烃的荧光检测系统

为了提高激光诱导荧光(Laser-Induced Fluorescence,LIF)方法对土壤中多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)检测的精度,以蒽、芘、菲三种多环芳烃的标准土壤混合物作为样本,通过紫外吸收光谱研究了这三种物质的最佳激发波长为250 nm,主要采用ND6000可调谐染料激光器、500is-sm型三光栅光谱仪和DK734-18F型ICCD构建了LIF方法测量土壤中多环芳烃的检测系统。在250 nm激光激发下,这三种PAHs的土壤混合样本的荧光发射光谱满足各自特征发射光谱,不同质量分数和其荧光强度线性相关系数达到0.97以上。实验结果表明该检测系统提高了对土壤中PAHs的检出限和线性相关性。

毛细管电泳-激光诱导荧光检测肌腱和肌腱细胞中的羟脯氨酸

建立毛细管电泳-激光诱导荧光检测(CE-LIF)分析羟脯氨酸的方法。肌腱和肌腱细胞中的胶原蛋白碱水解生成氨基酸,经异硫氰酸荧光素(FITC)衍生,采用LIF-CE分离测定胶原蛋白特异性氨基酸-羟脯氨酸。羟脯氨酸在0.5μg/L^8×103μg/L浓度范围内线性关系良好;检出限为0.5μg/L。相对迁移率和相对峰高的相对标准偏差(RSD)分别为5.0%和6.1%。测定了60份肌腱和9份细胞样品,加标回收率为95%~110%。将所建立的毛细管电泳方法与高效液相色谱法(HPLC)进行比较,两者测定结果相对误差为-1.9%~2.0%。本法仅需一次荧光标记,操作简单、快速灵敏,12min内完成一个分析周期,适于测定肌腱和细胞样品。

面激光诱导荧光技术用于快速液液微观混合研究

建立了面激光诱导荧光技术研究液液微观混合过程的实验方法,在无干扰流场条件下,研究了毫米尺度流道内、错流接触的两股液膜的时空混合行为,以可视化的手段揭示了液液微观混合过程的二维瞬态浓度场,发现了液膜快速错流接触后形成的有序波形涡结构,涡的尺度大小为1～2mm,涡的发展过程是影响两股流体混合的主要因素.同时建立了混合过程的定量表征方法,用混合液膜中组分的离析度(intensityofsegregation,IOS)定量描述了混合过程所达到的程度,获得了不同液膜流速下液液混合过程IOS值随着液体流动方向的变化趋势图,并分析了两股液膜之间的速率比以及混合液膜的Reynolds数对混合过程的影响.

毛细管电泳分离-激光诱导荧光检测生物胺

采用新合成的6-氧-[(1-琥珀酰亚胺)氧酰甲基]-荧光素乙酯(SOFE)作为柱前衍生试剂,毛细管电泳分离-激光诱导荧光检测了乙醇胺(EOA)、组胺(His)、甲胺(MA)、乙胺(EA)、酪胺(TYR)及苯乙胺(PEA)6种生物胺。在硼酸-硼砂缓冲溶液(pH8.5)中,室温(25℃)下衍生10min。用pH8.5的含25mmol/LSDS15%(V/V)乙腈的40mmol/L硼酸盐溶液作为电泳缓冲溶液,6种衍生物在15min内完全分离,检出限在2.5×10-11～8×10-11mol/L之间。该方法应用于酱油中生物胺的测定,结果令人满意。

二极管阵列检测-激光诱导荧光光度法测定食品中痕量铜

为了建立食品中痕量铜的新分析方法，本文利用自行组装的激光诱导荧光－CCD二极管阵列检测器－计算机联用装置，研究了铜催化H2O2氧化罗丹明B的反应体系。在氨氟化铵(pH=9.0)缓冲溶液中，激发波长532.0 nm，发射波长580.0 nm条件下，采用催化荧光光度法实现了食品样品中痕量铜的测定。方法的线性范围0.5～4.0靏/L，方法的检出限为0.5 靏/L，加标回收率为86.9%～108.6％，相对标准偏差不大于9.70%。

超痕量分析中的激光诱导荧光检测

本文对激光诱导荧光检测器 (LIF D)及其主要器件激光器、滤光片、透镜、光电检测器、荧光探针及扫描装置的现状和发展趋势作了综述 ,介绍了LIF在单分子检测中的应用。

微流控芯片-激光诱导荧光快速检测4种食源性致病菌

建立了食品中4种常见食源性致病菌的微流控芯片快速检测方法。根据副溶血弧菌的Vpara（16S-23SrDNAIGS）基因、沙门菌的invA基因、大肠杆菌O157：H7的rfbO157基因和志贺菌的ipaH基因序列设计了4对特异性引物，对上述致病菌进行四重PCR扩增，采用微流控芯片-激光诱导荧光检测食品中4种常见致病菌的多重PCR扩增产物。优化了多重PCR扩增和微流控芯片电泳分离的实验条件。当芯片电泳的筛分介质HPMC-50浓度为2．2％、溴乙锭（EB）含量为3．75μmol／L、电场强度为120V／cm时，pUC Mix DNA Marker8和待测致病菌的多重PCR扩增产物可以实现基线分离，600S内即可完成上述4种致病菌的同时检测，迁移时间的日内相对标准偏差为0．74％～2．09％。本方法能够检出1×10^2cfu／mL的副溶血弧菌、沙门菌、大肠杆菌O157：H7和志贺菌。方法特异性高，所设计的引物在10种非目的菌株体系中均未见扩增的片段。将本法应用于食品中上述致病菌的测定，获得了满意的结果，为常见食源性致病菌的快速检测提供了一种新的可靠分析手段，对保障食品安全具有重要的现实意义。

激光诱导荧光检测微流控芯片生化分析仪的研制

研制出一种集激光诱导荧光检测、微流控芯片电泳及控制系统于一体的生化分析仪。分析仪内采用可重复使用的玻璃基质微流控芯片,利用销式固定技术实现芯片的精确定位,定位精度达到±2μm。以四触点高电压系统控制芯片上的进样和电泳分离操作。激光诱导荧光检测系统采用正交光路模式,对Cy5染料的检出限达到1.0×10-10mol/L(S/N=3)。以羟乙基纤维素为筛分介质,初步进行了ΦΧ174-HaeШdigest DNAmarker限制性片段的毛细管电泳分离。